PUC-PR 2025 (Medicina) — questão 40 de Física
Enunciado em texto
Um bloco cúbico de massa m flutua com metade de seu volume submerso quando colocado na água, conforme mostrado na (Fig.1). Quando sujeito a uma força vertical , o bloco fica em equilíbrio na água com todo o seu volume submerso (Fig.2). Sendo a aceleração gravitacional local igual a g, e considerando que, além de , as únicas forças que atuam no bloco são o seu peso e o empuxo, é CORRETO afirmar que, no instante em que a força deixa de atuar (Fig.3), o bloco
[Figura: Fig.1 — bloco cúbico flutuando com metade do volume submerso. Fig.2 — o bloco totalmente submerso, com o topo rente à superfície, empurrado para baixo por uma força vertical . Fig.3 — o bloco na mesma posição da Fig.2, sem a força.]
(A) fica sujeito a uma aceleração de módulo igual a g, de direção vertical e sentido para baixo.
(B) permanece em repouso na mesma posição.
(C) fica sujeito a uma aceleração de módulo igual a g/2, de direção vertical e sentido para cima.
(D) fica sujeito a uma aceleração de módulo igual a g/2, de direção vertical e sentido para baixo.
(E) fica sujeito a uma aceleração de módulo igual a g, de direção vertical e sentido para cima.
(Enunciado e figura: Vestibular PUCPR 2025 (Verão), Medicina — PUCPR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR).
Resolução comentada
O que a questão pede: a aceleração do bloco no instante em que a força que o mantinha submerso é retirada.
Passo 1 — o empuxo com metade submersa. Na Fig.1 o bloco flutua em equilíbrio só com peso e empuxo, então o empuxo sobre metade do volume é igual ao peso:
Passo 2 — o empuxo com o bloco inteiro submerso. O empuxo é proporcional ao volume submerso. Com o volume todo dentro da água, ele dobra:
Passo 3 — a aceleração ao soltar. No instante em que F deixa de atuar, o bloco ainda está todo submerso. Restam o peso (mg, para baixo) e o empuxo (2mg, para cima):
A aceleração tem módulo g, vertical e para cima.
Conferindo: na Fig.2, o equilíbrio dá F + mg = 2mg, isto é, F = mg. Retirar F é deixar sobrar uma resultante de mg para cima, igual à força que foi retirada.
⚠️ A armadilha: achar que, como o empuxo é “o dobro do peso”, a aceleração é g/2, ou confundir o sentido e marcar (A). A resultante é 2mg − mg = mg, e a aceleração é mg/m = g, para cima.
A ideia em uma frase: ao tirar a força que segura um corpo em equilíbrio, a resultante passa a ser igual e oposta a essa força; aqui, mg para cima.
Resposta: alternativa E (aceleração g, vertical, para cima).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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