UFU 2022-2 — questão 24 de Física
Enunciado em texto
Navios usam sistemas para manter o equilíbrio nos quais bombeiam água do mar, que nesse caso recebe o nome de água de lastro, para dentro ou para fora de tanques construídos em sua estrutura. O esquema abaixo representa um corte transversal de um navio de carga em que N indica o nível de segurança que a parte submersa do navio deve atingir para que a embarcação não corra risco de tombar.
[Figura: corte transversal de um navio de carga, com o casco preto, largo no alto e estreito embaixo, e caixas de “carga” empilhadas no convés. O navio flutua na “água do mar”, cuja superfície coincide com uma linha pontilhada marcada N no casco. Na parte mais baixa do casco, abaixo da linha d’água, há um compartimento branco indicado como “reservatório de água de lastro”.]
A fim de retirar a carga da embarcação e manter o nível de água do mar na posição N do casco do navio, deve-se
A) encher com água de lastro o reservatório, de modo a aumentar o peso do navio e diminuir a pressão da água do mar sobre o casco da embarcação.
B) esvaziar a água de lastro do reservatório, de modo a aumentar o peso do navio e diminuir o empuxo sobre a embarcação.
C) manter o mesmo volume de água de lastro do reservatório, de modo a preservar o peso total original do navio e o empuxo que age sobre ele.
D) encher com água de lastro o reservatório, de modo a preservar o peso total original do navio e o empuxo que age sobre ele.
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UFU 2022-2, 1ª fase — Universidade Federal de Uberlândia.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Uberlândia (UFU) e à sua Diretoria de Processos Seletivos (DIRPS/UFU).
Resolução comentada
O que a questão pede: o que fazer com a água de lastro para o navio continuar afundado até a marca N depois de perder a carga.
Passo 1 — a condição de flutuação. Um navio flutuando em equilíbrio tem empuxo igual ao peso total:
Passo 2 — o que manter. Ficar com a linha d’água em N significa manter o mesmo volume submerso . Como a densidade da água do mar e não mudam, o empuxo tem que ser o mesmo, e portanto o peso total também.
Passo 3 — compensando a carga. Retirar a carga diminui o peso; sem compensação, o navio subiria (menos volume submerso) e ficaria acima de N, mais instável. Para repor exatamente o peso retirado, enche-se o reservatório com água de lastro. O peso total volta ao original, o empuxo também, e a linha d’água continua em N.
Por que não as outras:
A) Encher o reservatório é a ação certa, mas a justificativa está errada: o objetivo é preservar o peso (não aumentá-lo além do original), e a pressão da água no casco, na mesma profundidade, não diminui.
B) Esvaziar o lastro diminuiria o peso, não aumentaria; o navio subiria ainda mais.
C) Mantendo o lastro, o peso total cai com a retirada da carga; o peso original não é preservado, e o navio sobe acima de N.
⚠️ A armadilha: a alternativa A, que começa certa (“encher com água de lastro”) e erra no motivo. Em questões assim, leia a frase inteira: a física da justificativa também tem que estar correta.
A ideia em uma frase: para o navio afundar sempre até a mesma marca, o peso total tem que ficar o mesmo: a água de lastro entra para substituir a carga que sai.
Resposta: alternativa D (encher o lastro, preservando peso e empuxo).
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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