UEL 2018 — questão 14 de Física

Enunciado em texto
Observe a figura a seguir.
[Figura: obra de arte em preto e branco. Do alto, mãos de alguém de terno e gravata despejam um balde de lama. Embaixo, uma mulher, uma criança e um bebê aparecem atolados na lama até o tronco, chorando; ao redor, casas, postes e animais quase cobertos. No canto inferior direito, um aparelho de TV está parado sobre a lama, parcialmente afundado.]
(Disponível em: <http://misturaurbana.com/2015/11/dupla-osgemeos-criam-arte-em-homenagem-ao-desastre-de-mariana-mg-e-cobram-acoes/>. Acesso em: 25 abr 2017).
Na figura, é possível observar um aparelho de TV, que se comporta como um corpo maciço que supostamente flutua em equilíbrio sobre a lama. Nessas condições, é correto afirmar que a TV flutua porque
a) a massa específica do aparelho de TV é maior que a massa específica da lama.
b) o volume de lama deslocado () é igual ao volume total do aparelho de TV ().
c) o módulo do seu peso () é igual ao módulo do empuxo () exercido pela lama.
d) a densidade do aparelho de TV é maior que a densidade da lama.
e) o módulo do empuxo () exercido pela lama é maior que o módulo do seu peso ().
(Enunciado e figura: Vestibular UEL 2018, 1ª fase — COPS/UEL.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Londrina (UEL) e à sua Coordenadoria de Processos Seletivos (COPS/UEL).
Resolução comentada
O que a questão pede: a condição física para a TV ficar boiando, parada, sobre a lama (tratada como um fluido).
Passo 1 — as forças na TV. Só duas forças verticais: o peso , para baixo, e o empuxo da lama, para cima.
Passo 2 — equilíbrio. “Flutua em equilíbrio” quer dizer parada: pela 1ª lei de Newton, a resultante é zero.
Passo 3 — o que isso diz sobre densidades e volumes. Pelo princípio de Arquimedes, , e o peso é . Igualando:
Como a TV fica com uma parte para fora (), a densidade (massa específica) dela é menor que a da lama.
Por que não as outras: (A) e (D) dizem o contrário: corpo mais denso que o fluido afunda. (B) Volume deslocado igual ao volume total é corpo inteiro submerso; a TV está flutuando com parte de fora. (E) Empuxo maior que o peso dá resultante para cima: a TV estaria subindo, não em equilíbrio.
⚠️ A armadilha: a (E). Muita gente pensa “se boia, o empuxo ganha”. O empuxo ganha só enquanto o corpo sobe; quando ele para na superfície, a parte submersa diminuiu até o empuxo ficar exatamente igual ao peso.
A ideia em uma frase: corpo flutuando parado tem empuxo igual ao peso; a parte que fica para fora é que mostra que ele é menos denso que o fluido.
Resposta: alternativa C (o peso é igual ao empuxo).
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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