USCS 2022 — questão 37 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: que porcentagem do volume do peixe fica dentro da água quando ele flutua em equilíbrio.

Passo 1 — o equilíbrio. Flutuando parado, o empuxo equilibra o peso. O empuxo é o peso da água deslocada, $E = d_{\text{água}}\,V_{\text{sub}}\,g$:

$$d_{\text{água}}\,V_{\text{sub}}\,g = m\,g$$

$$V_{\text{sub}} = \frac{m}{d_{\text{água}}} = \frac{19}{1{,}0} = 19\ \text{cm}^3$$

Passo 2 — a porcentagem:

$$\frac{V_{\text{sub}}}{V} = \frac{19}{20} = 0{,}95 = 95\%$$

Atalho: a fração submersa é a razão entre a densidade do corpo e a do líquido. O peixe tem densidade 19/20 = 0,95 g/cm³; na água (1,0 g/cm³), fica 95% submerso.

⚠️ A armadilha: calcular a fração que fica fora da água, 1/20 = 5%, e confundir as coisas. O peixe é quase tão denso quanto a água, então quase todo ele fica submerso: só 5% aparece.

A ideia em uma frase: corpo flutuando: fração submersa = densidade do corpo ÷ densidade do líquido.

Resposta: alternativa E (95%).