UNIOESTE 2014 — questão 16 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: as forças sobre o cubo e a deformação da mola.

Passo 1 — volume e peso. Aresta 10 cm = 1 dm:

$$V = 1\ \text{dm}^3 = 1{,}0 \times 10^{-3}\ \text{m}^3$$

$$P = m\,g = 0{,}60 \times 10 = 6{,}0\ \text{N}$$

Passo 2 — o empuxo. O cubo está todo submerso; a água tem 1000 kg/m³:

$$E = \rho\,V\,g = 1000 \times 10^{-3} \times 10$$

$$E = 10\ \text{N}$$

Passo 3 — a mola. O empuxo (10 N, para cima) é maior que o peso (6,0 N): sozinho, o cubo subiria. A mola o segura puxando para baixo, ou seja, está esticada:

$$F_{\text{mola}} = E - P = 10 - 6 = 4{,}0\ \text{N}$$

$$x = \frac{F}{k} = \frac{4{,}0}{40} = 0{,}10\ \text{m} = 10\ \text{cm}$$

A mola está distendida em 10 cm: alternativa E.

Por que não as outras: (A) o volume é 1,0 dm³, não 1000 dm³; (B) o peso é 6,0 N; (C) o empuxo é 10 N; (D) a força da mola é 4,0 N, não 0,40 N.

⚠️ A armadilha: achar que a mola está comprimida, “sustentando” o cubo. Ela sustentaria se o cubo fosse mais denso que a água; aqui a densidade dele é 0,6 g/cm³, e a mola faz o papel de âncora.

A ideia em uma frase: corpo menos denso que a água, preso ao fundo: a mola puxa para baixo com E − P.

Resposta: alternativa E (a mola está distendida em 10 cm).