FísicaFUVESTBNCC EM13CNT205Difícil⏱ medio

Um recipiente, contendo determinado volume de um líquido, é pesado em uma balança (situação 1). Para testes de…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT205

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

Um recipiente, contendo determinado volume de um líquido, é pesado em uma balança (situação 1). Para testes de qualidade, duas esferas de mesmo diâmetro e densidades diferentes, sustentadas por fios, são sucessivamente colocadas no líquido da situação 1. Uma delas é mais densa que o líquido (situação 2) e a outra menos densa que o líquido (situação 3). Os valores indicados pela balança, nessas três pesagens, são tais que [IMAGEM] [FUVEST 2008 - Questão 12] FUVEST - 2008

A) P1 = P2 = P3
B) P2 > P3 > P1
C) P2 > P1 > P3
D) P3 > P2 > P1
E) P3 > P1 = P2

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

Na situação 1, a balança mede o peso do recipiente mais o peso do líquido, que chamamos de P1. Nas situações 2 e 3, cada esfera está presa por um fio ligado à estrutura do recipiente, de modo que a balança passa a registrar também o peso de cada esfera. Passo 2: O empuxo que o líquido exerce sobre a esfera é uma força interna ao conjunto recipiente mais líquido mais esfera. A esfera empurra o líquido para baixo com a mesma intensidade com que o líquido a empurra para cima, e essas forças se cancelam no conjunto. Por isso o empuxo não altera a leitura da balança. Passo 3: Como as esferas têm o mesmo diâmetro, têm o mesmo volume V. O peso de cada esfera é dado por densidade vezes V vezes g. Passo 4: Na situação 2, a esfera é mais densa que o líquido, então seu peso é o maior dos três. Na situação 3, a esfera é menos densa que o líquido, mas ainda tem peso positivo, menor que o da esfera da situação 2. Assim, P2 = P1 + peso da esfera mais densa e P3 = P1 + peso da esfera menos densa, com P2 maior que P3, e P3 maior que P1. Passo 5: Conclusão: P2 > P3 > P1, alternativa B. Passo 6: Por que as demais estão erradas. A: ignora que o peso da esfera é transmitido à balança pelo fio. C: supõe que o empuxo sobre a esfera leve reduz a leitura abaixo de P1, o que não ocorre porque o empuxo é interno ao conjunto. D: inverte a relação entre densidades e pesos, atribuindo maior peso à esfera menos densa. E: supõe que a esfera mais densa não altera a leitura, quando na verdade seu peso se soma à de P1.

💡 Dica: Analise as forças atuantes nas esferas e o efeito no peso indicado pela balança.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

Acredita que a esfera, imersa no líquido, não altera a leitura da balança, achando que o empuxo cancela todo o efeito das esferas. Esquece que o peso da esfera, sustentada pelo fio preso ao recipiente, é transmitido à balança.

B Correta

Incorreta. A ordem das pesagens não corresponde ao efeito do empuxo.

C Erradaerro: Conceituala que mais engana

Acredita que a esfera menos densa diminui a leitura abaixo de P1, tratando o empuxo como uma força que alivia o recipiente. O empuxo é interno ao conjunto e não reduz a leitura.

Por que engana: Confundir a relação entre as densidades das esferas e do líquido, levando a uma interpretação errada das pesagens.

D Erradaerro: Conceitual

Inverte a relação entre densidade e peso, supondo que a esfera menos densa pesa mais. Como as esferas têm o mesmo volume, a esfera mais densa é a de maior peso.

E Erradaerro: Conceitual

Acredita que a esfera mais densa não aumenta a leitura em relação a P1, por achar que o empuxo a compensa totalmente. Assim, desconsidera que o peso da esfera mais densa se soma ao de P1.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Analisar

Leitura medio

Discriminação medio

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado depende_imagem

Cobertura da habilidade dupla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ situacional🧩 progressao

🎯 Conceito central

empuxo, densidade, equilíbrio

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

princípio de Arquimedes · densidade dos líquidos

📚 Reveja

Revisar conceitos de empuxo e densidade em fluidos.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação entre as densidades das esferas e do líquido, levando a uma interpretação errada das pesagens.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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