PUC-RS 2016 — questão 4 de Física
Enunciado em texto
INSTRUÇÃO: Para responder à questão 4, analise a situação representada na figura abaixo, na qual uma esfera de isopor encontra-se totalmente submersa em um recipiente contendo água. Um fio ideal tem uma de suas extremidades presa à esfera, e a outra está fixada no fundo do recipiente. O sistema está em equilíbrio mecânico.
[Figura: um recipiente cilíndrico com água; uma esfera totalmente submersa, presa por um fio vertical ao fundo.]
Considerando que as forças que atuam na esfera sejam o peso (), o empuxo () e a tensão (), a alternativa que melhor relaciona suas intensidades é
(A) E = P + T
(B) E > P + T
(C) P = E + T
(D) P > E + T
(E) P = E e T = 0
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular PUC-RS 2016 (Verão) — 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: a relação entre empuxo, peso e tração na esfera presa ao fundo.
Passo 1 — o sentido de cada força. O empuxo aponta para cima. O peso aponta para baixo. E a tração? O fio está preso embaixo, no fundo: ele puxa a esfera para baixo. (O isopor, menos denso que a água, quer subir; o fio é que o segura.)
Passo 2 — equilíbrio. A força para cima é igual à soma das forças para baixo:
Por que não as outras: (B) e (D) são desigualdades, e com a esfera parada a resultante é zero; (C) põe a tração para cima, como se o fio estivesse preso no alto; (E) diria que o fio está frouxo, mas o isopor é mais leve que a água que desloca, então o fio fica esticado.
⚠️ A armadilha: pensar na tração “segurando” o corpo, como num corpo pendurado (alternativa C). Aqui o fio está embaixo e puxa para baixo.
A ideia em uma frase: corpo leve preso ao fundo: o empuxo para cima equilibra o peso mais a tração do fio, ambos para baixo.
Resposta: alternativa A (E = P + T).
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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