UFSC 2023 — questão 21 de Física
Enunciado em texto
Os amigos Pedro, Thiago e João resolveram fazer um cruzeiro. Considerando que as atividades nesses navios costumam ser voltadas à diversão dos passageiros, eles decidiram inovar e colocar em prática alguns conhecimentos aprendidos na escola. Ao chegarem ao cais, viram o transatlântico atracado, como mostra a figura abaixo, e formularam afirmações.
[Figura: um transatlântico (“TRANSATLÂNTICO UFSC/IFSC”) flutuando, parcialmente submerso; peixes na água. O helicóptero A está pousado no convés, à direita; o helicóptero B voa no céu, aproximando-se de um bando de pássaros.]
Identifique a(s) afirmação(ões) formulada(s) corretamente por Pedro, Thiago e João.
(01) Como o navio está flutuando, o empuxo sobre ele deve ter um módulo maior do que o seu peso.
(02) A densidade do navio é igual à densidade da água, por isso ele flutua.
(04) Quando o navio passa a navegar de uma água menos densa para uma mais densa, o módulo do empuxo sobre ele não varia.
(08) O som das hélices do helicóptero A, parado sobre o transatlântico atracado, não sofre alteração de sua frequência ao passar do ar para a água.
(16) Considerando a densidade da água igual a 1,0 g/cm³, um peixe a 5,0 m abaixo da superfície da água estará submetido à pressão de 1,5 atm.
(32) Por causa da difração do som, os pássaros ouvem o som das hélices do helicóptero B, que está se aproximando deles, com uma frequência diferente da emitida.
(Enunciado e figura: Vestibular UFSC 2023 — UFSC/COPERVE.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Comissão Permanente do Vestibular (COPERVE).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar afirmações sobre a flutuação do navio, a pressão na água e o som das hélices.
(01) Falsa. O navio flutua em repouso (atracado): a resultante é nula, e o empuxo tem módulo igual ao peso. Se fosse maior, o navio subiria.
(02) Falsa. Um corpo com densidade média igual à da água ficaria totalmente submerso, em equilíbrio em qualquer profundidade. O navio flutua com parte do casco fora da água porque sua densidade média (aço + todo o ar dentro do casco) é menor que a da água.
(04) Verdadeira. Flutuando, o empuxo continua igual ao peso, que não mudou. O que muda é o volume submerso: na água mais densa o navio afunda menos, mas o empuxo é o mesmo.
(08) Verdadeira. Na refração (troca de meio), a frequência é imposta pela fonte e não muda; mudam a velocidade e o comprimento de onda ().
(16) Verdadeira. Pela lei de Stevin, somando a pressão atmosférica (, formulário da prova) à pressão da coluna de água, com :
(32) Falsa. A mudança de frequência percebida porque a fonte se aproxima é o efeito Doppler, não a difração. Difração é a onda contornar obstáculos; não altera a frequência.
⚠️ A armadilha: a (01). “Flutua” não quer dizer que o empuxo vence o peso; quer dizer que os dois se equilibram.
A ideia em uma frase: corpo flutuando tem empuxo igual ao peso; e frequência só muda com movimento relativo (Doppler), nunca na troca de meio.
Resposta: soma 28 (04 + 08 + 16).
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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