UFRGS 2011 — questão 9 de Física

Gabarito EHidrostática — teorema de Stevin, princípio de Pascal e empuxoConcurso Vestibular · Física
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 9 de Física do UFRGS 2011

Enunciado em texto

Considere as afirmações abaixo, referentes a um líquido incompressível em repouso.

I. Se a superfície do líquido, cuja densidade é ρ\rho, está submetida a uma pressão pap_a, a pressão p no interior desse líquido, a uma profundidade h, é tal que p=pa+ρghp = p_a + \rho g h, onde g é a aceleração da gravidade local.

II. A pressão aplicada em um ponto do líquido, confinado a um recipiente, transmite-se integralmente a todos os pontos do líquido.

III. O módulo do empuxo sobre um objeto mergulhado no líquido é igual ao módulo do peso do volume de líquido deslocado.

Quais estão corretas?

(A) Apenas I.

(B) Apenas II.

(C) Apenas III.

(D) Apenas I e III.

(E) I, II e III.

(Enunciado: Concurso Vestibular UFRGS 2011, Física — UFRGS.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Comissão Permanente de Seleção (COPERSE).

Resolução comentada

O que a questão pede: reconhecer as três leis básicas da hidrostática.

Afirmação I — correta. É o teorema de Stevin: a pressão a uma profundidade h é a pressão na superfície mais o peso da coluna de líquido acima, por unidade de área:

p=pa+ρ g hp = p_a + \rho\,g\,h

Afirmação II — correta. É o princípio de Pascal: um acréscimo de pressão num ponto de um líquido confinado chega igual a todos os pontos. É o que faz funcionar a prensa hidráulica e o freio do carro.

Afirmação III — correta. É o princípio de Arquimedes: o empuxo tem o mesmo módulo do peso do líquido que o objeto desloca:

E=ρlıˊq Vdesl gE = \rho_{\text{líq}}\,V_{\text{desl}}\,g

⚠️ A armadilha: desconfiar da II porque Stevin diz que a pressão muda com a profundidade. As duas coisas convivem: a pressão é diferente em cada profundidade, mas um acréscimo de pressão aplicado é transmitido igual a todos os pontos.

A ideia em uma frase: Stevin (p = pₐ + ρgh), Pascal (acréscimo de pressão se transmite integralmente) e Arquimedes (empuxo = peso do líquido deslocado) são as três leis da hidrostática.

Resposta: alternativa E (I, II e III).

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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