Em uma festa, um balão cheio de ar quente flutua em relação a um balão cheio de ar frio. Qual princípio físico…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma festa, um balão cheio de ar quente flutua em relação a um balão cheio de ar frio. Qual princípio físico explica esse fenômeno?
- A) A Lei de Hooke
- B) Princípio de Arquimedes
- C) Lei da Conservação da Energia
- D) Princípio de Pascal
- E) Teorema de Bernoulli
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- O balão de ar quente sobe porque o ar aquecido fica menos denso que o ar frio ao redor. Ao aquecer, o ar se expande, e a mesma quantidade de massa ocupa um volume maior, diminuindo sua densidade. Passo 2: Um fluido (o ar atmosférico) exerce sobre um corpo nele imerso uma força de empuxo vertical, de baixo para cima, igual ao peso do fluido deslocado. Esse é o Princípio de Arquimedes. Passo 3: Como o balão com ar quente ocupa um volume de ar frio que pesa mais do que o próprio balão e seu conteúdo, o empuxo supera o peso total e o conjunto sobe. Passo 4: Por que as outras estão erradas: A) a Lei de Hooke trata da força elástica em molas e sólidos deformados, não de flutuação; C) a Lei da Conservação da Energia diz que a energia se transforma sem ser criada ou destruída, mas não explica sozinha por que o balão sobe; D) o Princípio de Pascal trata da transmissão integral de pressão em fluidos confinados, como em prensas hidráulicas; E) o Teorema de Bernoulli relaciona pressão, velocidade e altura em escoamentos de fluidos e não explica a flutuação estática do balão. Passo 5: Portanto, a alternativa correta é a B, Princípio de Arquimedes, em concordância com o gabarito oficial.
💡 Dica: Identifique o princípio que relaciona temperatura e densidade do ar.
Alternativa por alternativa
O aluno associa qualquer fenômeno com ar ou material a 'elasticidade' e lembra da Lei de Hooke, que relaciona força e deformação de molas, sem perceber que aqui o que importa é a densidade do ar e a força de empuxo.
Por que engana: Confundir o princípio de Arquimedes com a Lei de Hooke, que se aplica a elasticidade e não a flutuação.
O Princípio de Arquimedes explica que um corpo mergulhado em um fluido sofre uma força de empuxo.
O aluno pensa que, como o balão ganha energia térmica ao ser aquecido, o princípio geral de conservação de energia seria a explicação do movimento, confundindo um princípio universal com a lei específica que explica a flutuação.
O aluno lembra que pressão em fluidos aparece no nome de Pascal e aplica a ideia de pressão transmitida igualmente, sem considerar que a diferença de densidade e o empuxo são o fator central do fenômeno.
O aluno associa o movimento ascendente do balão ao escoamento de ar e à relação entre pressão e altura do Teorema de Bernoulli, confundindo um fluido em movimento com um corpo em equilíbrio flutuando por diferença de densidade.
Raio-X da questão
princípio de Arquimedes
avaliacao
princípio de flutuabilidade · diferentes densidades de fluidos
Revisar os princípios de flutuação e densidade do ar.
Confundir o princípio de Arquimedes com a Lei de Hooke, que se aplica a elasticidade e não a flutuação.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cotidiano
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