Santa Marcelina 2024 (2º semestre) — questão 54 de Física
Enunciado em texto
Em uma aula experimental, Camila recebeu de seu professor as seguintes instruções para realizar um experimento:
• Colocar em um mesmo copo de vidro uma porção de óleo e uma porção de água e aguardar a situação de equilíbrio, que deverá revelar duas fases bem distintas.
• Depois de atingido o equilíbrio, colocar no mesmo copo um cubo de gelo e observar a nova configuração de equilíbrio.
Sendo , e as densidades do óleo, da água e do gelo, respectivamente, e sabendo que , a nova situação de equilíbrio observada por Camila está representada em:
(A) [Figura: óleo em cima e água embaixo; o gelo fica na fronteira entre as duas camadas, com uma parte no óleo e outra parte na água.]
(B) [Figura: água em cima e óleo embaixo; o gelo fica dentro da água, logo abaixo da superfície.]
(C) [Figura: óleo em cima e água embaixo; o gelo flutua na superfície do óleo, com uma parte para fora do líquido.]
(D) [Figura: água em cima e óleo embaixo; o gelo fica na fronteira entre as duas camadas.]
(E) [Figura: óleo em cima e água embaixo; o gelo fica dentro do óleo, logo abaixo da superfície, sem tocar a água.]
(Enunciado e figura: Vestibular Santa Marcelina 2024 (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: a figura que mostra corretamente a posição das camadas e do gelo no equilíbrio.
Passo 1 — a ordem das camadas. Líquidos que não se misturam se separam com o mais denso embaixo. Como d_O < d_A, o óleo fica em cima e a água embaixo. Isso elimina (B) e (D).
Passo 2 — onde para o gelo. O gelo é mais denso que o óleo (d_G > d_O): se estivesse só no óleo, o empuxo seria menor que o peso e ele afundaria. Então ele não pode boiar na superfície do óleo (C) nem ficar parado no meio do óleo (E). Mas o gelo é menos denso que a água (d_G < d_A): ele não afunda na água. O equilíbrio é na interface, com uma parte no óleo e uma parte na água, de modo que o empuxo dos dois líquidos juntos iguala o peso.
⚠️ A armadilha: lembrar que “o gelo boia” e escolher a figura com o gelo na superfície (C). Ele boia na água, mas afunda no óleo.
A ideia em uma frase: um corpo com densidade entre a de dois líquidos fica parado na fronteira entre eles.
Resposta: alternativa A (óleo em cima, água embaixo, gelo na interface).
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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