UEM 2014 (Verão) — questão 30 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: comparar empuxo e peso do balão.

(01) Falsa.

$$d = \frac{3{,}1}{8{,}0} \approx 0{,}39\ \text{kg/m}^3$$

bem menor que a do ar (1,3 kg/m³): por isso o balão tende a subir.

(02) Verdadeira.

$$E = \rho_{\text{ar}}\,V\,g$$

$$E = 1{,}3 \times 8{,}0 \times 9{,}8$$

$$E \approx 102\ \text{N}$$

(04) Verdadeira.

$$P = 3{,}1 \times 9{,}8 \approx 30\ \text{N}$$

(08) Falsa. O empuxo (102 N, para cima) vence o peso (30 N, para baixo); sobra uma resultante de cerca de 72 N para cima. Para manter o balão parado, é preciso uma força de uns 72 N para baixo. Uma força igual ao empuxo, no mesmo sentido dele, faria o balão subir ainda mais depressa.

(16) Falsa. O empuxo depende da densidade do fluido (o ar) e do volume deslocado, $E = \rho_{\text{ar}}Vg$, e não da densidade do balão.

⚠️ A armadilha: na (16), trocar a densidade do fluido pela do corpo. A densidade do corpo decide o peso, não o empuxo.

A ideia em uma frase: empuxo = densidade do fluido × volume × g; o balão sobe porque é, em média, menos denso que o ar.

Resposta: soma 06 (02 + 04).