UFU 2013-2 — questão 16 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o que explica o iceberg flutuar com 9/10 do volume submerso, como na tirinha.

Passo 1 — equilíbrio de quem flutua. Parado na superfície, o iceberg tem o peso total equilibrado pelo empuxo, que é o peso da água deslocada pela parte submersa (princípio de Arquimedes):

$$\rho_{\text{gelo}}\, V\, g = \rho_{\text{água}}\, V_{\text{sub}}\, g$$

$$\frac{\rho_{\text{gelo}}}{\rho_{\text{água}}} = \frac{V_{\text{sub}}}{V}$$

Passo 2 — usando a tirinha. A parte submersa é 9/10 do volume:

$$\frac{\rho_{\text{gelo}}}{\rho_{\text{água}}} = \frac{9}{10} = 0{,}9$$

Com a densidade da água dada, $\rho_{\text{gelo}} = 0{,}9\ \text{g/cm}^3$: a densidade do gelo é 0,9 vez a da água.

Por que não as outras: (A) o gelo é homogêneo, então o peso de cada parte é proporcional ao volume: a parte de fora pesa 1/10 do total e a submersa 9/10; não são iguais. (C) inverte a relação: a água é mais densa que o gelo, não 10 vezes menos densa (se fosse, o gelo afundaria). (D) o peso da água deslocada é igual ao peso do iceberg inteiro; a parte externa pesa só 1/9 disso.

⚠️ A armadilha: a alternativa D, que mistura “parte externa” com “peso total”. O empuxo (peso da água deslocada) equilibra o peso de todo o iceberg, não só da ponta.

A ideia em uma frase: um corpo que flutua afunda a fração do volume igual à razão entre a densidade dele e a do líquido.

Resposta: alternativa B (a densidade do gelo é 0,9 vez a da água).