UERJ 2024 (2º Exame de Qualificação) — questão 37 de Física
Enunciado em texto
Balões meteorológicos, que têm a função de medir dados climáticos, podem alcançar altitudes elevadas. Admita que um desses balões, no instante em que sua densidade se iguala à do ar atmosférico à sua volta, permanece fixo em uma posição por um longo período. Essa situação ocorre quando as duas forças que atuam sobre o balão, o peso P e o empuxo E, correspondem à razão .
O valor de é igual a:
(A) 0,5
(B) 1,0
(C) 1,5
(D) 2,0
(Enunciado: Vestibular Estadual UERJ 2024, 2º Exame de Qualificação — DSEA/UERJ.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ).
Resolução comentada
O que a questão pede: quanto vale peso dividido por empuxo quando o balão fica parado no ar.
Passo 1 — o caminho das forças. O balão está fixo, em repouso. Só há duas forças sobre ele: o peso, para baixo, e o empuxo, para cima. Repouso é força resultante nula, então as duas se cancelam:
Passo 2 — o caminho das densidades (dá o mesmo). Com V o volume do balão, o peso é . O empuxo é o peso do ar que o balão desloca, ou seja, de um volume V de ar: . Dividindo:
O enunciado diz que as densidades são iguais, então a razão é 1.
⚠️ A armadilha: achar que, para “ficar no alto”, o empuxo tem de ser maior que o peso (razão 0,5). Empuxo maior faria o balão subir; para ficar parado, as forças têm de se equilibrar.
A ideia em uma frase: corpo com a mesma densidade do fluido fica em equilíbrio onde for posto: o empuxo é exatamente igual ao peso.
Resposta: alternativa B (P/E = 1,0).
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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