PUC-RS 2011 (inverno) — questão 3 de Física

Gabarito EHidrostática — empuxo em corpos flutuantes idênticosConcurso Vestibular · Inverno
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 3 de Física do PUC-RS 2011 (inverno)

Enunciado em texto

Dois blocos maciços, homogêneos e idênticos, ou seja, de mesmo material e dimensões, flutuam em equilíbrio num líquido, como mostrado na figura a seguir.

[Figura: a superfície do líquido é uma linha horizontal. O bloco A, um retângulo alto e estreito, flutua em pé, com a maior parte abaixo da superfície. O bloco B, igual ao A, flutua deitado, com uma faixa fina abaixo da superfície.]

Assim, é correto afirmar que

(A) o bloco A desloca maior volume de líquido, porque a pressão do líquido atua sobre uma área menor do bloco.

(B) o bloco B desloca maior volume de líquido, porque a pressão exercida pelo líquido sobre sua base é menor.

(C) o bloco A desloca maior volume de líquido, porque sua parte submersa está mais profunda no líquido.

(D) o bloco B desloca maior volume de líquido, porque sua parte submersa tem uma área maior.

(E) os dois blocos deslocam o mesmo volume de líquido, porque ambos têm o mesmo peso.

(Enunciado e figura: Concurso Vestibular PUC-RS 2011 (Inverno) — PUCRS.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS).

Resolução comentada

O que a questão pede: comparar o volume de líquido que cada bloco desloca.

Passo 1 — equilíbrio de quem flutua. Um corpo flutuando em repouso tem empuxo igual ao peso:

E=PE = P

Passo 2 — o empuxo é o peso do líquido deslocado (Arquimedes):

E=dliq Vdesl gE = d_{\text{liq}}\,V_{\text{desl}}\,g

Os blocos são idênticos, então têm o mesmo peso. Estão no mesmo líquido, então dliqd_{\text{liq}} e g são os mesmos. Logo:

Vdesl,A=Vdesl,B=Pdliq gV_{\text{desl},A} = V_{\text{desl},B} = \frac{P}{d_{\text{liq}}\,g}

Conferindo com a figura: A afunda mais (submerso fundo, base pequena) e B afunda pouco (submerso raso, base grande). Profundidade × área da base dá o mesmo volume submerso nos dois.

⚠️ A armadilha: ver que A está “mais afundado” e concluir que desloca mais (alternativa C). Ele afunda mais porque a base é menor: o volume submerso é o mesmo.

A ideia em uma frase: quem flutua desloca exatamente o próprio peso em líquido; mesmo peso, mesmo líquido, mesmo volume deslocado.

Resposta: alternativa E (os dois deslocam o mesmo volume, porque têm o mesmo peso).

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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