UFRGS 2016 — questão 10 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: de que grandezas depende o empuxo, segundo o princípio de Arquimedes.

A lei: o empuxo é igual ao peso do líquido deslocado, isto é, do volume de líquido que a parte submersa do objeto ocupa:

$$E = \rho_{\text{líq}}\, V_{\text{sub}}\, g$$

Afirmação I — correta. A densidade que aparece na fórmula é a do líquido: o empuxo é proporcional a ela.

Afirmação II — errada. O volume que conta é o submerso, não o total. O objeto está só parcialmente submerso, então a parte fora do líquido não contribui.

Afirmação III — errada. A densidade do objeto não aparece na fórmula do empuxo. Ela decide se o objeto boia ou afunda (e quanto dele fica submerso), mas o empuxo em si é calculado com o líquido.

Um cuidado honesto: como o objeto está em repouso flutuando, o empuxo também é igual ao peso dele, $\rho_{\text{obj}} V g$. Por essa via alguém poderia defender II e III. Mas a questão pede as propriedades da força de empuxo, e o que o princípio de Arquimedes diz é a fórmula acima: a banca quer a leitura direta dela.

⚠️ A armadilha: usar o volume total do objeto na fórmula do empuxo (afirmação II). Só vale o volume total quando o objeto está inteiramente submerso.

A ideia em uma frase: empuxo = densidade do líquido × volume submerso × g; a densidade do objeto não entra.

Resposta: alternativa A (apenas I).