UFPR 2024 — questão 16 de Física

Gabarito AHidrostática — área de apoio a partir da pressão e do pesoProcesso Seletivo 2024 · 1ª fase · Conhecimentos Gerais
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 16 de Física do UFPR 2024

Enunciado em texto

O texto a seguir é referência para as questões 10 a 18.

Em todas as questões, as medições são feitas por um referencial inercial. O módulo da aceleração gravitacional é representado por g. Onde for necessário, use g=10 m/s2g = 10\ \text{m/s}^2 para o módulo da aceleração gravitacional.

Uma plataforma plana horizontal tem uma área A. Sobre ela, é colocado um objeto de massa m constante, que fica estático no local, sujeito apenas à força gravitacional e à força exercida pela plataforma. As forças envolvidas no problema são todas orientadas perpendicularmente à plataforma. O objeto exerce uma pressão de valor P=2,0×104P = 2{,}0\times 10^{4} Pa sobre a plataforma, e a massa do objeto vale m=600m = 600 g. Considerando as informações apresentadas, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da área A da plataforma.

A) A=3,0×10−4 m2A = 3{,}0\times 10^{-4}\ \text{m}^2

B) A=6,0×10−4 m2A = 6{,}0\times 10^{-4}\ \text{m}^2

C) A=3,0×10−5 m2A = 3{,}0\times 10^{-5}\ \text{m}^2

D) A=6,0×10−5 m2A = 6{,}0\times 10^{-5}\ \text{m}^2

E) A=3,0×10−6 m2A = 3{,}0\times 10^{-6}\ \text{m}^2

(Enunciado: Processo Seletivo UFPR 2024, 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: a área da plataforma, sabendo que um objeto de 600 g exerce sobre ela uma pressão de 2,0⋅1042{,}0\cdot 10^{4} Pa.

Passo 1 — a força sobre a plataforma. O objeto está em repouso, sob apenas duas forças verticais: o peso e a força da plataforma. Então elas se equilibram, e o objeto empurra a plataforma (3ª lei de Newton) com uma força igual ao seu peso:

F=mg=0,6⋅10=6,0 NF = m g = 0{,}6\cdot 10 = 6{,}0\ \text{N}

Passo 2 — pressão é força sobre área. Isolando a área:

A=FP=6,02,0⋅104A = \frac{F}{P} = \frac{6{,}0}{2{,}0\cdot 10^{4}}

A=3,0⋅10−4 m2A = 3{,}0\cdot 10^{-4}\ \text{m}^2

Conferindo: 3⋅10−4 m2=33\cdot 10^{-4}\ \text{m}^2 = 3 cm², e 6 N/3 cm2=2 N/cm2=2⋅104 N/m26\ \text{N}/3\ \text{cm}^2 = 2\ \text{N/cm}^2 = 2\cdot 10^{4}\ \text{N/m}^2. Fecha.

⚠️ A armadilha: usar a massa no lugar do peso, A=0,6/(2⋅104)=3,0⋅10−5 m2A = 0{,}6/(2\cdot 10^{4}) = 3{,}0\cdot 10^{-5}\ \text{m}^2, a alternativa C. A pressão é causada por uma força (o peso, mgmg), não pela massa.

A ideia em uma frase: a área é o peso dividido pela pressão: 6 N/(2⋅104 Pa)=3,0⋅10−4 m26\ \text{N}/(2\cdot 10^{4}\ \text{Pa}) = 3{,}0\cdot 10^{-4}\ \text{m}^2.

Resposta: alternativa A (3,0×10−4 m23{,}0\times 10^{-4}\ \text{m}^2).

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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