UPE 2021 (SSA 3) — questão 22 de Física

Gabarito CHidrostática — lei de Stevin no mergulhoSSA 3 · processo 2021 · 3ª fase · 2º dia
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 22 de Física do UPE 2021 (SSA 3)

Enunciado em texto

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade g=10,0 m/s2g = 10{,}0\ \text{m/s}^2, o módulo da carga do elétron e=1,6×10−19e = 1{,}6 \times 10^{-19} C, a massa do próton mp=1,7×10−27m_p = 1{,}7 \times 10^{-27} kg, a massa do elétron me=9,1×10−31m_e = 9{,}1 \times 10^{-31} kg, pi π=3\pi = 3 e a constante de Planck h=6,6×10−34h = 6{,}6 \times 10^{-34} Js ou 4,14×10−154{,}14 \times 10^{-15} eV.

Na praia de Porto de Galinhas, litoral Sul de Pernambuco, existem navios naufragados com história e beleza guardadas no fundo do mar. Atualmente são locais de turismo para quem aprecia mergulhos, que misturam contos com beleza natural. A profundidade desses mergulhos varia entre 20 e 80 metros. Qual a diferença aproximada de pressão entre os dois pontos extremos do mergulho, em atm, onde a densidade da água do mar é 1,03 g/cm3^3?

A) 2

B) 5

C) 6

D) 8

E) 10

(Enunciado: SSA 3 — UPE 2021, Sistema Seriado de Avaliação — Universidade de Pernambuco.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade de Pernambuco (UPE).

Resolução comentada

O que a questão pede: a diferença de pressão entre 20 m e 80 m de profundidade no mar, em atm.

Passo 1 — lei de Stevin. Num líquido em equilíbrio, a diferença de pressão entre dois pontos depende só do desnível entre eles:

Δp=ρ g Δh\Delta p = \rho\, g\, \Delta h

A pressão atmosférica na superfície aparece nas duas profundidades e se cancela na diferença.

Passo 2 — a conta. Com ρ=1,03 g/cm3=1030 kg/m3\rho = 1{,}03\ \text{g/cm}^3 = 1030\ \text{kg/m}^3 e Δh=80−20=60\Delta h = 80 - 20 = 60 m:

Δp=1030⋅10⋅60\Delta p = 1030 \cdot 10 \cdot 60

Δp=6,18×105 Pa\Delta p = 6{,}18 \times 10^5\ \text{Pa}

Passo 3 — em atmosferas. Com 1 atm≈1,0×1051\ \text{atm} \approx 1{,}0 \times 10^5 Pa:

Δp≈6 atm\Delta p \approx 6\ \text{atm}

Atalho: cada 10 m de água correspondem a cerca de 1 atm. 60 m de desnível dão cerca de 6 atm.

⚠️ A armadilha: calcular a pressão a 80 m em vez da diferença (cerca de 8 atm de coluna de água, alternativa D, ou 9 atm somando a atmosfera), ou somar as duas profundidades (100 m, 10 atm, alternativa E).

A ideia em uma frase: a diferença de pressão entre dois pontos de um líquido é ρgΔh; no mar, cerca de 1 atm a cada 10 m: 60 m dão 6 atm.

Resposta: alternativa C (cerca de 6 atm).

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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