UERJ 2017 (2º Exame de Qualificação) — questão 30 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: qual grandeza o peixe faz variar, com a bexiga natatória, para subir na água.

Passo 1 — as duas forças verticais. Sobre o peixe agem o peso, $P = d_{\text{peixe}}\,V\,g$, e o empuxo da água, $E = d_{\text{água}}\,V\,g$, em que V é o volume do corpo e $d_{\text{peixe}}$ é a sua densidade média. Comparando as duas:

• se $d_{\text{peixe}} > d_{\text{água}}$, o peso vence e ele afunda;

• se $d_{\text{peixe}} = d_{\text{água}}$, ele fica parado na mesma profundidade;

• se $d_{\text{peixe}} < d_{\text{água}}$, o empuxo vence e ele sobe.

Passo 2 — o papel da bexiga natatória. Ela é uma bolsa de gás. Quando o peixe põe mais gás nela, o volume do corpo aumenta quase sem aumentar a massa. A densidade média, massa sobre volume, diminui, o empuxo passa a superar o peso e o peixe sobe. Esvaziando a bexiga, acontece o contrário.

Por que não as outras: viscosidade é a “resistência ao escoamento” de um fluido, e não é o que faz o peixe subir; resistividade é uma propriedade elétrica dos materiais; osmolaridade é a concentração de partículas dissolvidas, ligada ao equilíbrio de água entre o peixe e o meio, não ao sobe e desce.

⚠️ A armadilha: a (D), osmolaridade, que soa “biológica” e aparece em muitas questões sobre peixes. Mas a pergunta é sobre flutuação, e flutuação é decidida pela comparação entre densidades (Arquimedes).

A ideia em uma frase: a bexiga natatória muda o volume do peixe e, com ele, a densidade média: menos densa que a água, ela sobe.

Resposta: alternativa A (densidade).