São Camilo 2025 — questão 32 de Física

Enunciado em texto
Duas esferas de mesmo volume, uma de cobre, cuja massa específica é , e outra de ouro, cuja massa específica é , foram colocadas em um recipiente, de fundo plano e horizontal, contendo água. Por terem massas específicas maiores do que a da água, essas esferas afundam e apoiam-se na superfície do fundo do recipiente, ficando sujeitas a forças aplicadas por essa superfície.
[Figura: um recipiente com água; no fundo, lado a lado e totalmente submersas, uma esfera de cobre e uma esfera de ouro do mesmo tamanho.]
Sendo e , respectivamente, as forças de empuxo sobre as esferas de cobre e de ouro e e , respectivamente, as forças aplicadas pela superfície do fundo do recipiente sobre as esferas de cobre e de ouro, afirma-se que:
(A) e
(B) e
(C) e
(D) e
(E) e
(Enunciado e figura: Vestibular São Camilo 2025, Medicina, Prova II — São Camilo/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Centro Universitário São Camilo e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: comparar o empuxo e a força do fundo nas duas esferas.
Passo 1 — o empuxo. Pelo princípio de Arquimedes, o empuxo é o peso do líquido deslocado:
As duas esferas estão totalmente submersas e têm o mesmo volume, no mesmo líquido. Então deslocam a mesma quantidade de água: . O material da esfera não entra na conta.
Passo 2 — a força do fundo. Cada esfera está em repouso, então as forças para cima equilibram o peso:
Com o mesmo volume, a esfera de ouro (19,3 g/cm³) tem mais que o dobro da massa da de cobre (8,96 g/cm³): . Como os empuxos são iguais, sobra mais peso para o fundo sustentar na esfera de ouro: .
⚠️ A armadilha: achar que o empuxo depende do material ou do peso do corpo, e marcar (A) ou (C). O empuxo depende só do líquido e do volume submerso; quem “sente” a diferença de peso é a força normal do fundo.
A ideia em uma frase: mesmo volume submerso, mesmo empuxo; o fundo sustenta o que sobra do peso, e por isso empurra mais a esfera mais pesada.
Resposta: alternativa D ( e ).
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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