Em uma estação espacial, um recipiente transparente completamente fechado contém água em repouso. Um…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma estação espacial, um recipiente transparente completamente fechado contém água em repouso. Um astronauta injeta uma pequena quantidade de ar no interior do líquido e observa o comportamento do gás em condições de microgravidade, nas quais o efeito do peso é praticamente desprezível. O recipiente não é movimentado durante o experimento. Com base nessa situação, qual comportamento das bolhas de ar é esperado após sua injeção na água?
- A) Não se formam, pois a água não exerce pressão sobre o ar.
- B) Formam-se e sobem até a parte superior do recipiente.
- C) Formam-se e desaparecem imediatamente por falta de gravidade.
- D) Formam-se, mas permanecem próximas ao ponto de injeção.
- E) Formam-se e descem até a parte inferior do recipiente.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Em um fluido em repouso na Terra, a bolha sobe porque o empuxo (diferença de pressão no líquido, que depende da gravidade) é maior que o peso do ar. Passo 2: Na microgravidade o peso é praticamente zero e, portanto, não há força de empuxo capaz de deslocar a bolha de forma perceptível. Passo 3: Como o recipiente não é movimentado, nenhuma outra força significativa atua para deslocar o gás. Passo 4: Assim, as bolhas se formam e permanecem próximas ao ponto de injeção, como indica a alternativa D. Passo 5: A alternativa A está errada, pois a água exerce pressão sobre o ar, e o gás se mantém como bolha. A alternativa B está errada, pois a subida depende do empuxo, que é praticamente nulo sem gravidade. A alternativa C está errada, pois a bolha não desaparece por falta de gravidade; ela apenas deixa de se mover de forma significativa. A alternativa E está errada, pois descer também exigiria uma força peso relevante, que não existe nessa condição. Passo 6: O gabarito oficial D está correto e coincide com a resolução feita sem consulta a ele. Observação: em situações reais, efeitos como tensão superficial e pequenas correntes podem fazer as bolhas se deslocar lentamente, mas o enunciado trata apenas do efeito do peso, que é desprezível.
💡 Dica: Considere os princípios da física em gravidade zero.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que a água não pressiona o ar, então o gás não consegue existir como bolha dentro do líquido. Na verdade, a pressão do líquido apenas comprime o gás, sem impedir sua formação.
Por que engana: Confundir o comportamento das bolhas em gravidade zero com o comportamento em gravidade normal, pensando que elas se comportam da mesma forma.
O aluno aplica a intuição do dia a dia de que bolhas sempre sobem, ignorando que essa subida depende do peso do líquido e da força de empuxo. Em microgravidade essa força desaparece.
O aluno acredita que a bolha só existe enquanto houver gravidade e desaparece quando ela deixa de atuar. A falta de peso altera o movimento da bolha, mas não a sua existência.
A formação das bolhas ocorre porque o ar injetado não se mistura imediatamente à água e fica delimitado por uma interface entre gás e líquido, mantida pela tensão superficial. Na ausência significativa de gravidade, não se estabelece uma força de empuxo capaz de fazê-las subir. Como a água está em repouso e o recipiente não é movimentado, as bolhas permanecem próximas ao local em que foram formadas.
O aluno confunde a ausência de gravidade com uma inversão do sentido da força, supondo que o ar, por algum motivo, seria empurrado para o fundo. Não há força peso relevante para isso acontecer.
Raio-X da questão
efeitos da gravidade zero
diagnostico
efeitos da gravidade · comportamento de líquidos
Revisar os conceitos de gravidade e comportamento de fluidos em diferentes condições.
Confundir o comportamento das bolhas em gravidade zero com o comportamento em gravidade normal, pensando que elas se comportam da mesma forma.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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