PUC-RS 2013 (inverno) — questão 3 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: quanto de água transborda quando o gelo flutuante derrete.

Passo 1 — o volume submerso do gelo. O gelo flutua: o empuxo é igual ao peso. Ele desloca uma massa de água igual à própria massa, 30,0 g, ou seja:

$$V_{\text{sub}} = \frac{30{,}0\ \text{g}}{1{,}00\ \text{g/cm}^3} = 30{,}0\ \text{cm}^3$$

(Conferindo com os 8%: o volume total do gelo é $30{,}0/0{,}920 \approx 32{,}6$ cm³, e 92% disso dá 30,0 cm³.)

Passo 2 — o volume da água de degelo. Derretido, o gelo vira 30,0 g de água líquida, que ocupam:

$$V_{\text{água}} = \frac{30{,}0}{1{,}00} = 30{,}0\ \text{cm}^3$$

Passo 3 — comparar. A água de degelo ocupa exatamente o buraco que o gelo submerso fazia na água. O nível não muda e nada derrama: 0,00 cm³.

⚠️ A armadilha: achar que a parte do gelo acima da água (8%, cerca de 2,6 cm³) “cai” no copo e derrama, ou fazer contas com os 8% e com a diferença de densidades (dando valores como os de B ou C). Os dados numéricos estão lá só para tentar você: o resultado vale para qualquer pedaço de gelo flutuando em água doce.

A ideia em uma frase: gelo flutuando já desloca o próprio peso em água; ao derreter, vira exatamente esse volume de água, e o nível não muda.

Resposta: alternativa A (0,00 cm³).