UFRGS 2019 — questão 10 de Física
Enunciado em texto
Em um tubo transparente em forma de U contendo água, verteu-se, em uma de suas extremidades, uma dada quantidade de um líquido não miscível em água. Considere a densidade da água igual a 1 g/cm³.
A figura abaixo mostra a forma como ficaram distribuídos a água e o líquido (em cinza) após o equilíbrio.
[Figura: tubo em U. No ramo da direita, uma coluna do líquido (em cinza) de 9 cm de altura, apoiada sobre a água; a base dessa coluna (a separação entre o líquido e a água) está marcada por uma linha tracejada horizontal que atravessa até o ramo da esquerda. No ramo da esquerda, a superfície da água está 6 cm acima dessa linha tracejada.]
Qual é, aproximadamente, o valor da densidade do líquido, em g/cm³?
(A) 1,5.
(B) 1,0.
(C) 0,9.
(D) 0,7.
(E) 0,5.
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2019, 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: a densidade do líquido cinza, comparando as duas colunas.
Passo 1 — onde as pressões são iguais. Em um mesmo líquido em equilíbrio, pontos na mesma altura têm a mesma pressão. A linha tracejada passa pela separação entre o líquido e a água, e abaixo dela só há água ligando os dois ramos. Então a pressão nessa linha é a mesma nos dois ramos.
Passo 2 — Stevin nos dois ramos. Acima da linha: 9 cm de líquido à direita e 6 cm de água à esquerda, os dois abertos para a atmosfera:
Conferindo: a coluna de líquido é mais alta que a de água para fazer a mesma pressão, então o líquido tem de ser menos denso que a água. Isso já exclui 1,5 e 1,0.
⚠️ A armadilha: inverter a razão, 9/6 = 1,5, a alternativa A. Quem é mais alto é o menos denso.
A ideia em uma frase: no tubo em U, a partir da linha de separação, alturas e densidades são inversamente proporcionais: d₁h₁ = d₂h₂.
Resposta: alternativa D (0,7 g/cm³).
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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