UFPR 2018 — questão 38 de Física
Enunciado em texto
Um pesquisador, investigando propriedades ligadas à dilatação de materiais, fez experimentos envolvendo dois materiais (X e Y), que foram aquecidos numa dada faixa de temperatura enquanto seus volumes foram medidos. Sabe-se que ele usou a mesma quantidade de massa para os materiais, sendo que o material X é líquido e o Y é sólido. O pesquisador construiu, então, o gráfico ao lado, no qual são apresentadas as curvas de volume (V) em função da temperatura (T) para os materiais X (linha cheia) e Y (linha pontilhada).
[Gráfico: volume (cm³) no eixo vertical e temperatura (°C) no horizontal, com marcas em −5, 0, 5 e 10. Material X (linha cheia): uma reta crescente que corta o eixo vertical em ; há uma linha tracejada vertical em descendo da reta até o eixo. Material Y (linha pontilhada): uma curva em forma de U que também passa pelo ponto da reta X em , desce até um mínimo em (valor marcado no eixo vertical como ) e sobe de novo, cruzando a reta X outra vez em (valor marcado no eixo vertical como ). Linhas tracejadas ligam o mínimo e o segundo cruzamento aos eixos.]
Com relação ao assunto, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:
( ) Os dois materiais têm mesma densidade em T = 0 ºC.
( ) À medida que a temperatura aumenta, o material Y se contrai até T = 10 ºC, e somente a partir dessa temperatura passa a dilatar-se.
( ) Em T = 5 ºC, um objeto maciço feito do material Y, se for colocado dentro de um recipiente contendo o material X, afunda quando sujeito apenas a forças gravitacionais e a forças exercidas pelo material X.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.
A) V – F – V.
B) F – V – F.
C) V – V – F.
D) F – F – V.
E) V – V – V.
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UFPR 2018, 1ª fase (Conhecimentos Gerais) — Universidade Federal do Paraná, NC-UFPR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Paraná (UFPR) e ao seu Núcleo de Concursos (NC-UFPR).
Resolução comentada
O que a questão pede: ler o gráfico de volume por temperatura dos materiais X (líquido) e Y (sólido), de mesma massa, e julgar três afirmações sobre densidade, contração e flutuação.
Passo 1 — a chave: mesma massa. A densidade é . Com a mesma massa , quem tem menor volume tem maior densidade. Basta comparar os volumes no gráfico.
Passo 2 — primeira afirmação. Em T = 0 °C, a reta de X e a curva de Y passam pelo mesmo ponto: os volumes são iguais. Mesma massa e mesmo volume, mesma densidade. Verdadeira.
Passo 3 — segunda afirmação. O volume de Y diminui de 0 °C até 5 °C, onde atinge o mínimo , e a partir daí aumenta. Em 10 °C não acontece nada de especial com Y: é só o ponto em que a curva de Y cruza de novo a reta de X. Y se contrai até 5 °C, não até 10 °C. Falsa.
Passo 4 — terceira afirmação. Em T = 5 °C, o volume de Y é o mínimo, . A reta de X é crescente, então em 5 °C o volume de X é maior que o seu valor em 0 °C, que já era igual ao de Y em 0 °C, que por sua vez é maior que . Logo e, com a mesma massa:
Um objeto maciço mais denso que o líquido afunda: o empuxo (peso do líquido deslocado) é menor que o peso do objeto. Verdadeira.
Sequência: V – F – V.
⚠️ A armadilha: associar o ponto marcado , em 10 °C, ao "fim da contração" de Y. O ponto de virada da curva (o mínimo) está em 5 °C; quem lê 10 °C marca a segunda afirmação como verdadeira e cai na alternativa E.
A ideia em uma frase: com massas iguais, menor volume significa maior densidade: em 5 °C o sólido Y ocupa menos espaço que o líquido X e, por isso, afunda nele.
Resposta: alternativa A (V – F – V).
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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.