UFRGS 2018 — questão 10 de Física

Enunciado em texto
A figura I representa um corpo metálico maciço, suspenso no ar por um dinamômetro, que registra o valor 16 N.
A figura II representa o mesmo corpo totalmente submerso na água, e o dinamômetro registra 14 N.
[Figuras: na Figura I, um bloco preso a um dinamômetro de mola, no ar, com leitura 16N. Na Figura II, o mesmo bloco preso ao dinamômetro, totalmente mergulhado num recipiente com água, com leitura 14N.]
Desprezando o empuxo do ar e considerando a densidade da água e a aceleração da gravidade , o volume e a densidade do corpo são, respectivamente,
(A) e .
(B) e .
(C) e .
(D) e .
(E) e .
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2018, 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: o volume e a densidade do corpo, a partir das duas leituras do dinamômetro.
Passo 1 — o empuxo. No ar, o dinamômetro mede o peso: 16 N. Na água, mede menos porque a água empurra o corpo para cima. A diferença é o empuxo:
Passo 2 — o volume. Pelo princípio de Arquimedes, o empuxo é o peso da água deslocada. Com o corpo todo submerso, o volume deslocado é o volume do corpo:
Passo 3 — a massa e a densidade. Do peso, kg. Então:
Atalho: a razão entre o peso e o empuxo é a razão entre as densidades: , logo kg/m³.
⚠️ A armadilha: usar a leitura dentro da água (14 N) como se fosse o peso: dá massa 1,4 kg e densidade kg/m³ (alternativa C). O peso de verdade é o medido no ar.
A ideia em uma frase: a perda de peso aparente na água é o empuxo, que dá o volume; o peso no ar dá a massa; densidade é massa sobre volume.
Resposta: alternativa B ( m³ e kg/m³).
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.