Empuxo: exercícios resolvidos com gabarito comentado

Todo ano, quando chega a parte de fluidos no primeiro ano do ensino médio, eu percebo a mesma dúvida se repetindo na turma: o aluno decora a fórmula do empuxo, mas na hora de comparar com o peso ele se perde. Foi por isso que comecei a guardar, em uma pasta, os exercícios que mais davam certo em sala, sempre com a resolução comentada alternativa por alternativa.

Neste post eu reúno seis desses exercícios, todos com gabarito comentado. A ideia é que você consiga usar direto na aula, na lista de revisão ou na prova, sem precisar refazer as contas do zero. E, se quiser montar a sua própria prova a partir de questões como essas, o GeraProva faz isso em poucos minutos.

O que é empuxo e como resolver exercícios sobre ele?

Empuxo é a força vertical, de baixo para cima, que um fluido exerce sobre um corpo nele imerso. Seu valor é igual ao peso do volume de fluido deslocado, pela expressão E = μ·V·g, em que μ é a densidade do fluido, V é o volume de fluido deslocado e g é a aceleração da gravidade. Para resolver qualquer exercício, o caminho é sempre o mesmo: calcule o empuxo, calcule o peso do corpo (P = m·g) e compare os dois. Se o empuxo for maior que o peso, o corpo tende a flutuar; se for menor, tende a afundar. Na minha experiência, quando o aluno internaliza essa comparação, metade dos erros de prova desaparece.

Como comparar empuxo e peso na prática?

A comparação entre empuxo e peso é o coração da questão. Eu costumo ensinar em três passos:

• Passo 1: identifique o volume deslocado, que nem sempre é o volume total do corpo;
• Passo 2: aplique E = μ·V·g com a densidade do fluido correta;
• Passo 3: compare com P = m·g e conclua: flutua, afunda ou fica em equilíbrio.

Esse roteiro funciona para caixas, coletes, caiaques e até para a escultura do Enem que você verá mais abaixo.

Questões prontas com gabarito comentado

A seguir estão as seis questões da base do GeraProva, com as alternativas, a marcação da correta e a explicação de cada distrator. Use-as como estão ou adapte os valores para a sua turma.

Questão 1: caixa flutuante em água

Uma caixa flutuante tem massa total m = 300 kg e volume externo V = 0,50 m³. Colocada em água (?_água = 1000 kg·m?³, g = 10 m·s?²), determine: (a) a força de empuxo máxima disponível; (b) se a caixa flutua; (c) a fração do volume submersa quando em equilíbrio. Use Empuxo E = ?_fluid·V_displaced·g e peso P = m·g.

• ❌ A) E_max = 7,0×10³ N — Valor maior que a força do peso, errado porque não corresponde ao cálculo correto.
• ❌ B) E_max = 3,0×10³ N — O empuxo máximo deve ser maior que o peso, e 3,0×10³ N é menor que 3000 N.
• ❌ C) A caixa não flutua — A flutuabilidade foi superada; mas E_max > P, a caixa flutua.
• ✅ D) E_max = 5,0×10³ N; flutua; fração submersa = 60% — E_max = 1000·0,50·10 = 5000 N; P = 300·10 = 3000 N; como E_max > P, flutua. Fração = P/E_max = 3000/5000 = 0,6 = 60%.
• ❌ E) Fração submersa = 90% — O cálculo da fração é P/E_max, que resulta em 60%, não 90%.

Dica de resolução: calcule a força de empuxo e compare com o peso da caixa. Conceito central: empuxo e flutuabilidade. Conceito para revisão: revisar os conceitos de empuxo e flutuabilidade em fluidos. BNCC: EM13CNT302. Bloom: Aplicar.

Questão 2: colete salva-vidas na travessia do rio

Em uma travessia de rio com colete salva-vidas, o colete desloca V = 4,0×10?² m³ de água. A pessoa com equipamentos tem massa M = 75 kg. Use ?água = 1000 kg/m³ e g = 10 m/s². Calcule a força de empuxo e determine se o colete sozinho mantém a pessoa flutuando. (empuxo: E = ?·V·g; peso: P = M·g).

• ❌ A) O colete flutua com E = 400 N — Confundir empuxo e peso, não entende que E < P resulta em afundamento.
• ❌ B) Empuxo E = 300 N — Cálculo incorreto de E, não considerando o volume e a densidade da água corretamente.
• ❌ C) Peso P = 500 N — Peso calculado incorretamente; correta multiplicação não foi feita.
• ✅ D) Empuxo E = 1000·0,04·10 = 400 N; peso P = 75·10 = 750 N. E < P, portanto o colete é insuficiente. Volume necessário = 0,075 m³. — Cálculo direto: E = ?·V·g = 400 N; P = M·g = 750 N; para equilibrar E = P é preciso V = P/(?·g) = 0,075 m³.
• ❌ E) Volume necessário = 0,01 m³ — Volume muito pequeno, não atende à condição de equilíbrio entre empuxo e peso.

Dica de resolução: calcule o empuxo e compare com o peso da pessoa. Conceito central: empuxo e peso. Conceito para revisão: revisar os conceitos de empuxo e peso em fluidos. BNCC: EM13CNT106. Bloom: Compreender.

Questão 3: empurrar e puxar nos exercícios de ginástica

Compare os movimentos de empurrar e puxar em exercícios de ginástica.

• ❌ A) Ambos os movimentos são iguais. — Os movimentos têm direções e forças opostas.
• ❌ B) Empurrar é mais fácil que puxar. — A dificuldade varia de acordo com o exercício.
• ✅ C) Ambos utilizam grupos musculares diferentes. — Os grupos musculares podem ser os mesmos, mas a ativação varia.
• ❌ D) Puxar requer mais força de braços que empurrar. — Puxar geralmente exige mais força dos músculos dorsais.
• ❌ E) Empurrar é sempre mais difícil. — A dificuldade depende do contexto e da técnica.

Dica de resolução: identifique as semelhanças e diferenças entre os movimentos. Conceito central: movimentos de empurrar e puxar. Conceito para revisão: revisar os princípios dos movimentos em exercícios de ginástica. BNCC: EF89EF11. Bloom: Analisar.

Questão 4: caiaque com praticante de 80 kg

Um caiaque com praticante total de massa 80 kg desloca 0,05 m³ de água. Dado ?=1000 kg/m³ e g = 10 m/s², calcule o empuxo E = ?·g·V (N) e compare com o peso P = m·g; determine se o caiaque afunda ou flutua.

• ❌ A) Empuxo = 5000 N; Peso = 800 N — Cálculo incorreto do empuxo; não considera volume de água deslocado corretamente.
• ✅ B) Empuxo = 500 N; Peso = 800 N → empuxo < peso, portanto afunda. — E = ?·g·V = 1000·10·0,05 = 500 N; P = m·g = 80·10 = 800 N; como E < P, não há equilíbrio, afunda.
• ❌ C) Empuxo = 300 N; Peso = 800 N — Valor do empuxo foi calculado errado; deveria ser maior, dado o volume deslocado.
• ❌ D) Empuxo = 800 N; Peso = 500 N — Erro na substituição; as fórmulas e valores foram aplicados incorretamente.
• ❌ E) Empuxo = 500 N; Peso = 200 N — Valor de peso está muito baixo e errado; não condiz com a massa do caiaque.

Dica de resolução: calcule o empuxo e compare com o peso do caiaque. Conceito central: empuxo e peso. Conceito para revisão: revisar os conceitos de empuxo e flutuabilidade. Bloom: Analisar.

Questão 5: bloco de madeira e a água que vaza do balde (Fuvest 2014)

Um bloco de madeira impermeável, de massa M e dimensões 2 x 3 x 3 cm³, é inserido muito lentamente na água de um balde, até a condição de equilíbrio, com metade de seu volume submersa. A água que vaza do balde é coletada em um copo e tem massa m. A figura ilustra as situações inicial e final; em ambos os casos, o balde encontra-se cheio de água até sua capacidade máxima. A relação entre as massas m e M é tal que

Note e adote: [IMAGEM] — [FUVEST 2014 - Questão 14] FUVEST - 2014

• ❌ A) m = M/3 — Incorreta. Subestima a massa de água deslocada.
• ❌ B) m = M/2 — CORRETA. Metade do volume submerso implica metade da massa de água deslocada.
• ✅ C) m = M — Incorreta. Considera incorretamente o volume total.
• ❌ D) m = 2M — Incorreta. Superestima a massa de água deslocada.
• ❌ E) m = 3M — Incorreta. Superestima a massa de água deslocada.

Dica de resolução: use o princípio de Arquimedes para relacionar o volume submerso e a massa de água deslocada. Conceito central: princípio de Arquimedes, empuxo, equilíbrio. Conceito para revisão: revisar o princípio de Arquimedes e cálculo de empuxo em fluidos. BNCC: EM13CNT101. Bloom: Aplicar.

Questão 6: a escultura de ferro na piscina (Enem 2010)

ENEM - 2010 Durante uma obra em um clube, um grupo de trabalhadores teve de remover uma escultura de ferro maciço colocada no fundo de uma piscina vazia. Cinco trabalhadores amarraram cordas à escultura e tentaram puxá-la para cima, sem sucesso. Se a piscina for preenchida com água, ficará mais fácil para os trabalhadores removerem a escultura, pois a

• ❌ A) Escultura flutuará, desta forma, os homens não precisarão fazer força para remover a escultura do fundo. — A escultura não flutua, pois é feita de ferro maciço, que é mais denso que a água. Portanto, a afirmação está incorreta.
• ❌ B) Escultura ficará como peso menor. Desta forma, a intensidade da força necessária para elevar a escultura será menor. — A intensidade da força necessária não diminui pela massa, mas sim pelo empuxo que a água exerce sobre a escultura. Portanto, está errada.
• ❌ C) Água exercerá uma força na escultura proporcional a sua massa, e para cima. Esta força se somará à força que os trabalhadores fazem para anular a ação da força peso da escultura. — A força que a água exerce é o empuxo, que é proporcional ao volume, não à massa. A afirmação está incorreta.
• ❌ D) Água exercerá uma força na escultura para baixo, e esta passará a receber uma força ascendente do piso da piscina. Esta força ajudará a anular a ação da força peso na escultura. — A água exerce uma força para cima (empuxo), não para baixo. A afirmação está incorreta.
• ✅ E) Água exercerá uma força na escultura proporcional ao seu volume, e para cima. Esta força se somará à força que os trabalhadores fazem, podendo resultar em uma força ascendente maior que o peso da escultura. — Correta, pois o empuxo é igual ao peso do volume de água deslocado, facilitando a remoção da escultura.

Dica de resolução: lembre-se do princípio de Arquimedes e da força de empuxo na água. Conceito central: empuxo e força de Arquimedes. Conceito para revisão: estude o princípio de Arquimedes e forças em fluidos. BNCC: EM13CNT204. Bloom: Compreender.

Como usar esses exercícios na sala de aula?

Eu costumo projetar a questão sem o gabarito, pedir que os alunos calculem o empuxo e o peso em duplas e só depois revelar a resposta. Quando a alternativa errada é um erro de conta comum, como trocar o volume total pelo volume submerso, eu aproveito para discutir o porquê. Essa discussão dos distratores vale mais do que a própria resposta certa.

Outra estratégia que funciona bem é pedir que a turma escreva, em uma frase, por que um corpo afunda mesmo quando recebe empuxo. Isso obriga o aluno a sair da fórmula e pensar na comparação de forças.

Quantas questões de empuxo devo usar em uma prova?

Na minha prática, uma avaliação curta de fluidos funciona bem com quatro a seis questões, misturando cálculo direto, interpretação de situação-problema e uma questão conceitual. Assim você cobre os níveis de Bloom de aplicação e análise sem cansar o aluno. Se você quiser variar os enunciados sem reescrever tudo, o cadastro grátis no GeraProva gera versões novas a partir de uma base de questões.

Vale a pena usar IA para montar as provas de física?

Vale, desde que você revise cada questão. A IA economiza o trabalho braçal de digitar enunciados e alternativas, e você fica com o tempo para o que realmente importa: pensar no que sua turma ainda não entendeu. Eu uso a ferramenta para gerar o rascunho e depois ajusto os valores e a dificuldade de acordo com a turma.

Se você quer testar com as suas próprias turmas, faça um cadastro gratuito no GeraProva e monte sua primeira lista de empuxo em poucos minutos. Confira as questões antes de aplicar, como faria com qualquer material, e ajuste o que precisar.