UNIFAL 2027 — questão 41 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: por que a gasolina sobe sozinha pelo orifício que fica no estreitamento do tubo.

Passo 1 — continuidade: no estreito, o ar corre mais. Com escoamento incompressível e estacionário, a vazão é a mesma em todas as seções do tubo:

$$A_1\,v_1 = A_2\,v_2$$

Se a área $A_2$ do estreitamento é menor, a velocidade $v_2$ ali é maior, como o próprio texto diz.

Passo 2 — Bernoulli: onde a velocidade sobe, a pressão cai. Num tubo horizontal, sem atrito, a altura não muda e vale:

$$p + \frac{\rho\,v^2}{2} = \text{constante}$$

Na entrada, a pressão é a atmosférica. No estreitamento, o termo $\rho v^2/2$ aumenta, então a pressão diminui e fica abaixo da atmosférica:

$$p_2 = p_{\text{atm}} - \frac{\rho\,(v_2^2 - v_1^2)}{2}$$

Passo 3 — quem empurra a gasolina. A superfície livre da gasolina no reservatório está sob a pressão atmosférica; a boca do orifício, sob uma pressão menor. Essa diferença de pressão empurra o combustível para cima, até a corrente de ar. É exatamente o que diz a alternativa A.

Por que não as outras: (B) no estreitamento o ar anda mais rápido, não mais devagar (e, por Bernoulli, diminuir a velocidade aumentaria a pressão). (C) o escoamento é incompressível e a pressão no estreitamento cai; se ela subisse, o ar é que entraria no reservatório. (D) em regime estacionário a vazão de massa é a mesma ao longo de todo o tubo; não há “acréscimo de massa”. (E) a pressão não é a mesma em todo o tubo; é justamente a diferença de pressão que produz a aspiração.

⚠️ A armadilha: achar que “estreitar aperta o ar e aumenta a pressão” (alternativa C). Com o fluido em movimento, é o contrário: no estreito ele acelera, e para acelerar precisa estar indo de uma região de pressão maior para uma de pressão menor.

A ideia em uma frase: no estreitamento o ar acelera (continuidade), a pressão cai abaixo da atmosférica (Bernoulli), e a atmosfera empurra a gasolina para cima: é o efeito Venturi.

Observação: o gabarito oficial do tipo deste caderno ainda não foi divulgado pela UNIFAL-MG/Cebraspe; a resposta abaixo é a da resolução e será conferida com o gabarito oficial assim que ele sair.

Resposta: alternativa A (maior velocidade, pressão abaixo da atmosférica).