UEM 2022 (Conhecimentos Específicos) — questão 38 de Física

Enunciado em texto
Nos itens a seguir, considere que a água é um fluido incompressível e não viscoso e que, quando houver escoamento, este ocorre em regime estacionário. Dadas essas condições, assinale o que for correto.
Dados: , .
(01) A pressão total no fundo de uma piscina, que fica ao nível do mar e tem 10 m de profundidade, quando essa piscina está completamente cheia de água, é igual a .
(02) Ao percorrer uma tubulação retilínea, a velocidade de escoamento da água aumenta quando ela passa de um tubo de maior diâmetro para outro com diâmetro menor.
(04) O empuxo sobre uma esfera rígida, quando ela está completamente submersa na água, independe se essa esfera é oca ou maciça.
(08) Uma bolha de ar, tomada como esférica, é produzida por um mergulhador a 30 m de profundidade. O diâmetro dessa bolha não se altera durante todo o seu movimento ascendente até a superfície da água.
(16) A pressão total da água, sobre as paredes de um tubo reto e horizontal, é diretamente proporcional à velocidade de escoamento da água nesse tubo.
(Enunciado: Vestibular UEM 2022, Conhecimentos Específicos — UEM/CVU.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar afirmações de hidrostática e de escoamento ideal.
(01) Verdadeira. Pelo teorema de Stevin, com a pressão atmosférica ao nível do mar ( Pa) e kg/m³:
(02) Verdadeira. Pela equação da continuidade, a vazão se mantém, : onde o tubo é mais estreito, a água anda mais rápido.
(04) Verdadeira. O empuxo é : depende só do volume submerso, não do que há dentro da esfera. Oca ou maciça, mesmo volume, mesmo empuxo (o que muda é o peso).
(08) Falsa. Ao subir, a pressão da água em volta da bolha diminui (de cerca de 4 atm a 30 m para 1 atm na superfície), e o ar dentro dela se expande: a bolha cresce.
(16) Falsa. Pela equação de Bernoulli num tubo horizontal,
onde a velocidade é maior, a pressão é menor. Nada de proporcionalidade direta.
⚠️ A armadilha: na (16), achar que água mais rápida “empurra mais” as paredes. Bernoulli diz o contrário: ganho de energia cinética vem às custas da pressão.
A ideia em uma frase: continuidade: tubo fino, água rápida; Bernoulli: água rápida, pressão baixa; e empuxo só depende do volume submerso.
Resposta: soma 07 (01 + 02 + 04).
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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