Santa Marcelina 2022 (2º semestre) — questão 54 de Física
Enunciado em texto
Eclusas são obras que permitem a embarcações vencerem desníveis, como os que ocorrem em rios ou barragens. Consistem em uma câmara de concreto e duas comportas de aço. A sequência de figuras 1, 2, 3 e 4 mostra uma embarcação que entra em uma eclusa pelo lado em que o nível da água é mais baixo, estacionando no interior da câmara. Em seguida, a comporta do lado mais baixo é fechada e a câmara passa a receber mais água, causando a elevação da embarcação, até atingir o nível do lado mais alto, para que a respectiva comporta seja aberta e permita a saída da embarcação.
[Figuras 1 a 4: corte de uma eclusa, com a câmara entre uma comporta do lado baixo (à esquerda) e uma comporta do lado alto (à direita), e dutos de água por baixo. Figura 1: comporta da esquerda aberta, comporta da direita fechada; o barco, no nível baixo, vai entrar. Figura 2: o barco está dentro da câmara, no nível baixo. Figura 3: comporta da esquerda fechada; a câmara encheu até o nível alto e o barco subiu com a água. Figura 4: comporta da direita aberta; o barco sai pelo lado alto.]
(www.dh.sp.gov.br. Adaptado.)
Considerando o trajeto desde a entrada na eclusa até a saída pelo lado de nível mais alto, a intensidade do empuxo sobre essa embarcação
(A) aumentou, porque na saída da eclusa o volume de água sob a embarcação é maior do que na entrada.
(B) aumentou, porque, nesse trajeto, a pressão exercida pela água no fundo da câmara aumentou.
(C) não variou, porque o volume submerso da embarcação não mudou durante sua passagem pela eclusa.
(D) diminuiu, porque na saída da eclusa a pressão atmosférica sobre a embarcação é menor do que na entrada.
(E) não variou, porque, apesar de a densidade da embarcação ter diminuído nesse trajeto, a pressão sobre seu fundo aumentou.
(Enunciado e figura: Vestibular Santa Marcelina 2022 (2º semestre) — FASM/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade Santa Marcelina (FASM) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: se o empuxo no barco muda enquanto ele sobe na eclusa.
Passo 1 — o barco flutua o tempo todo. Em equilíbrio flutuando, o empuxo é igual ao peso do barco. O peso não muda, então o empuxo não varia.
Passo 2 — o motivo pelo volume submerso. O empuxo é . Como E e a densidade da água não mudam, o volume submerso também é o mesmo do começo ao fim: o barco só sobe junto com a superfície da água.
Por que não as outras: (A) a quantidade de água embaixo do barco não importa; o empuxo depende só do volume de líquido deslocado. (B) a pressão no fundo da câmara aumenta, mas o barco não está no fundo; o que importa é a diferença de pressão entre o fundo do barco e a superfície, que depende só de quanto ele está afundado. (D) uma diferença de alguns metros praticamente não muda a pressão atmosférica, e de qualquer forma ela não altera o empuxo de um corpo flutuando. (E) a densidade do barco não muda.
⚠️ A armadilha: achar que “mais água” significa “mais empuxo” (alternativa A). Um barco flutua igual numa piscina rasa ou no meio do oceano, desde que não encoste no fundo.
A ideia em uma frase: corpo flutuando tem empuxo igual ao peso: se o peso não muda, o empuxo e o volume submerso também não.
Resposta: alternativa C (não variou, porque o volume submerso não mudou).
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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.