Empuxo: exercícios resolvidos com gabarito comentado

Eu já percebi que empuxo costuma parecer simples quando aparece apenas como fórmula, mas muda de figura na hora de corrigir uma questão contextualizada. O estudante até lembra de E = ρ·V·g, porém confunde massa com volume, acha que todo corpo que entra na água afunda ou esquece que, na flutuação em equilíbrio, empuxo e peso têm o mesmo módulo.

Para evitar essa decoreba solta, eu gosto de alternar situações de barco, colete salva-vidas, peixe e cálculos curtos. Abaixo reuni questões resolvidas que ajudam a diagnosticar exatamente onde a turma tropeça e que eu usaria tanto em revisão quanto em prova.

O que é empuxo e como explicá-lo sem decorar fórmula?

Empuxo é a força vertical para cima que um fluido exerce sobre um corpo total ou parcialmente imerso, e seu módulo é igual ao peso do fluido deslocado: E = ρfluido·Vdeslocado·g. Para explicar isso sem reduzir a aula a uma fórmula, eu começo pela ideia de que a pressão da água é maior na parte inferior do objeto do que na superior; essa diferença produz uma força resultante para cima. Se o empuxo for menor que o peso, o corpo afunda; se for igual, fica em equilíbrio; se for maior, sobe. Em uma avaliação gerada no GeraProva, eu procuro combinar uma questão conceitual, uma aplicação cotidiana e um cálculo, porque cada formato revela uma aprendizagem diferente. O ponto decisivo é distinguir o volume do objeto do volume efetivamente deslocado, sobretudo quando o corpo flutua.

Um experimento rápido que já fiz é colocar uma pedra e um pote plástico fechado em uma bacia. Ambos deslocam água, mas a relação entre massa e volume altera a densidade média e, portanto, o comportamento. Depois peço que a turma desenhe peso para baixo e empuxo para cima antes de qualquer conta.

• Corpo flutuando em repouso: E = P.
• Corpo afundando: P > E.
• Corpo subindo: E > P.

Como escolher exercícios de empuxo para avaliar a turma?

Para avaliar empuxo com qualidade, eu seleciono de 4 a 6 questões que avancem da identificação do fenômeno à análise de forças, distribuindo pelo menos uma situação de flutuação, uma aplicação do princípio de Arquimedes, um cálculo e um item com interpretação de direção e sentido. Essa sequência evita que a prova premie só quem memorizou E = ρ·V·g. Também verifico a habilidade BNCC e o nível de Bloom: uma questão de Lembrar pode cobrar o efeito do colete, enquanto uma de Avaliar exige validar cálculo e sentido da aceleração. No GeraProva, esses dados facilitam montar versões equilibradas e enxergar lacunas antes de aplicar. Eu ainda leio cada distrator: alternativa errada boa não é absurda; ela representa um erro que meus alunos realmente cometem, como inverter o sentido da reação ou usar a densidade do corpo no lugar da densidade do líquido.

Na correção, eu separo os erros por causa, não só por nota. Quem errou volume deslocado precisa de uma retomada visual; quem errou unidade ou potência de dez precisa de treino matemático; quem marcou o sentido errado precisa retomar diagrama de forças. Isso transforma o gabarito em intervenção pedagógica.

Questões prontas com gabarito comentado

As seis questões a seguir formam um conjunto pronto para usar, com dificuldade, BNCC, Bloom, dica e comentários de todos os distratores. Elas também mostram por que eu valorizo itens com metadados no GeraProva: além de escolher um enunciado, eu consigo conferir se ele trabalha uma habilidade como EM13CNT204, se pede Aplicar ou Avaliar e qual conceito merece retomada. Há duas observações didáticas importantes: nas questões de propulsão, o termo “empuxo” é empregado no enunciado para a força de reação; já no uso clássico de fluidos, empuxo é a força de Arquimedes. Eu manteria os textos originais, mas aproveitaria a diferença para uma conversa conceitual. Ao corrigir, eu projetaria uma questão por vez, pediria uma justificativa oral e só então apresentaria os comentários.

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

BNCC: EF89EF10 | Bloom: Analisar | Conceito central: movimentos de empurrar e puxar.

• ❌ A) Ambos os movimentos são iguais. Errada: têm direções e forças opostas.
• ❌ B) Empurrar é mais fácil que puxar. Errada: a dificuldade varia conforme o exercício.
• ✅ C) Ambos utilizam grupos musculares diferentes. Correta: há ênfases e ativações musculares distintas nos movimentos.
• ❌ D) Puxar requer mais força de braços que empurrar. Errada: puxar geralmente exige mais ação dos músculos dorsais, não apenas dos braços.
• ❌ E) Empurrar é sempre mais difícil. Errada: técnica e contexto definem a dificuldade.

Dica de resolução: identifique semelhanças e diferenças entre os movimentos. Conceito para revisão: princípios dos movimentos em exercícios de ginástica.

2. Colete salva-vidas e volume deslocado

Enunciado: Em uma feira fluvial, o colete de espuma aumenta o volume do usuário sem adicionar massa significativa. Qual alteração física reduz o risco de afogamento? BNCC: EM13CNT306 | Bloom: Lembrar | Conceito central: princípio de Arquimedes e empuxo.

• ❌ A) Aumentar a densidade do conjunto pessoa-colete. Errada: o colete reduz a densidade média; aumentá-la favoreceria o afundamento.
• ❌ B) Diminuir a força de empuxo. Errada: o objetivo é aumentá-la.
• ❌ C) Neutralizar o peso aparente. Errada: o peso real permanece; o colete eleva o empuxo.
• ✅ D) Aumentar o volume de água deslocado pelo corpo. Correta: maior volume deslocado eleva o empuxo.
• ❌ E) Reduzir a massa total do praticante. Errada: a massa adicionada é pequena; o fator central é o volume.

Dica de resolução: relacione volume deslocado e empuxo. Conceito para revisão: princípio de Arquimedes e flutuação.

3. Um bloco de madeira de 2 kg flutua em água. Calcule a força de empuxo.

BNCC: EM13CNT205 | Bloom: Aplicar | Conceito central: força de empuxo.

• ❌ A) 10 N. Errada: para o bloco flutuando, o empuxo deve igualar o peso, 2·10 = 20 N.
• ✅ B) 20 N. Correta: em equilíbrio, E = P = mg = 2·10 = 20 N; equivalentemente, Vdeslocado = 0,002 m³.
• ❌ C) 5 N. Errada: subestima o peso do bloco.
• ❌ D) 15 N. Errada: não corresponde ao equilíbrio de forças.
• ❌ E) 25 N. Errada: superestima o empuxo para um bloco em repouso.

Dica de resolução: use E = ρ·V·g ou, por estar flutuando, E = P. Conceito para revisão: cálculo do volume submerso.

4. Dentre os exercícios a seguir, qual é mais indicado para desenvolver força?

BNCC: EF67EF08 | Bloom: Compreender | Conceito central: desenvolvimento de força.

• ❌ A) Corrida. Errada: prioriza resistência e velocidade.
• ✅ B) Levantamento de pesos. Correta: solicita diretamente a força muscular.
• ❌ C) Yoga. Errada: enfatiza flexibilidade e equilíbrio.
• ❌ D) Natação. Errada: é mais associada à resistência.
• ❌ E) Ciclismo. Errada: desenvolve sobretudo resistência, apesar de exigir pernas.

Dica de resolução: considere os efeitos predominantes de cada exercício. Conceito para revisão: capacidades físicas e força muscular.

5. Bexiga natatória e aumento do empuxo

Enunciado: Ao aumentar o volume de gases na bexiga natatória sem variação significativa de massa, por que o empuxo do peixe aumenta? (UNESP 2012) BNCC: EM13CNT204 | Bloom: Compreender | Conceito central: empuxo e flutuação.

• ❌ A) É inversamente proporcional ao volume. Errada: é diretamente proporcional ao volume deslocado.
• ❌ B) O peso do peixe diminui significativamente. Errada: a massa permanece praticamente constante.
• ❌ C) A densidade da água aumenta. Errada: a água ao redor não muda de densidade.
• ❌ D) A densidade do peixe aumenta. Errada: ela tende a diminuir quando o volume aumenta.
• ✅ E) Aumenta o peso da água deslocada. Correta: mais volume desloca mais água, elevando o empuxo.

Dica de resolução: analise o efeito do volume sobre a água deslocada. Conceito para revisão: princípio de Arquimedes em fluidos.

6. Carrinho que ejeta água: força e aceleração

Enunciado: Um carrinho ejeta água para trás a 20 m/s, com vazão mássica de 0,80 kg/s e massa de 1,20 × 10³ kg. Usando F = u·ṁ e a = F/M, determine os módulos e o sentido. BNCC: EM13CNT101 | Bloom: Avaliar | Conceito central: força de reação e aceleração.

• ❌ A) F = 16 N; a = 1,33 × 10⁻³ m/s², para frente. Errada: desloca o expoente da massa em uma ordem.
• ❌ B) F = 16 N; a = 1,33 × 10⁻² m/s², para trás. Errada: inverte o sentido da reação.
• ❌ C) F = 20 N; a = 1,67 × 10⁻² m/s², para frente. Errada: usa F = u e ignora a vazão.
• ❌ D) F = 0,64 N; a = 5,33 × 10⁻⁴ m/s², para frente. Errada: usa indevidamente ṁu².
• ✅ E) F = 16 N; a = 1,33 × 10⁻² m/s², para frente. Correta: F = 20·0,80 = 16 N e a = 16/(1,20 × 10³); a reação é oposta à ejeção.

Dica de resolução: aplique a expressão dada e a segunda lei de Newton. Conceito para revisão: terceira lei de Newton, vazão mássica e potências de dez.

Como transformar os erros da prova em uma revisão melhor?

Eu transformo os erros em revisão melhor quando classifico cada resposta pelo conceito que faltou, em vez de apenas registrar certo ou errado. Se muitos alunos marcam que o colete reduz massa, retomo densidade média; se escolhem que a bexiga aumenta a densidade do peixe, volto à relação densidade = massa/volume; se erram o carrinho, separo cálculo de força, notação científica e terceira lei de Newton. Com 15 minutos, dá para aplicar uma devolutiva eficiente: projetar três distratores frequentes, pedir que duplas defendam ou refutem cada um e fechar com um novo item isomorfo. O cadastro grátis no GeraProva é útil justamente para eu gerar essa segunda rodada sem repetir a mesma pergunta, mantendo BNCC, dificuldade e objetivo cognitivo alinhados.

Eu também guardo uma pequena tabela após a avaliação: conceito, número de acertos, erro mais frequente e ação de retomada. Assim, a próxima aula não nasce da impressão de que “a turma não entendeu nada”, mas de evidências concretas.

As questões ajudam muito, mas nenhuma ferramenta substitui meu olhar sobre a turma. Se quiser economizar tempo na seleção, adaptar níveis e receber itens com dados pedagógicos, vale testar o GeraProva gratuitamente e ajustar cada prova ao seu planejamento.