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Em uma atividade de laboratório, seis reservatórios cilíndricos idênticos, de mesma área de seção transversal…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Em uma atividade de laboratório, seis reservatórios cilíndricos idênticos, de mesma área de seção transversal, são instalados sobre uma superfície horizontal. Os reservatórios A, B, C, D e E contêm água até a altura de 6,0 dm, enquanto o reservatório F contém água até a altura de 3,0 dm. Todos os reservatórios são abertos na parte superior e estão interligados, na região inferior, por tubos equipados com válvulas. Inicialmente, as válvulas permanecem fechadas. Em seguida, todas são abertas simultaneamente, permitindo a passagem livre de água entre os reservatórios. Desprezam-se o volume dos tubos e qualquer perda de água para o ambiente. Após o estabelecimento do equilíbrio hidrostático, qual será a altura da superfície da água, em todos os reservatórios?

A) 5,5 dm em todos os reservatórios.
B) 5,0 dm nos reservatórios A a E e 3,0 dm no reservatório F.
C) 5,0 dm em todos os reservatórios.
D) 6,0 dm em todos os reservatórios.
E) 6,0 dm nos reservatórios A a E e 3,0 dm no reservatório F.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Identifique o princípio. Em vasos comunicantes abertos, a água se distribui até todos os reservatórios ficarem com a mesma altura (equilíbrio hidrostático), e o volume total de água se conserva, pois não há perdas nem volume dos tubos. Passo 2: Calcule o volume total em unidades de área da base. Os cinco reservatórios A a E têm 6,0 dm cada, somando 5 x 6,0 = 30,0. O reservatório F tem 3,0 dm. O total é 30,0 + 3,0 = 33,0. Passo 3: Divida o volume total pelo número de reservatórios, que são seis, porque todos têm a mesma área de seção transversal. Altura final = 33,0 / 6 = 5,5 dm. Passo 4: Conclua que a alternativa A está correta, pois a água se distribui igualmente e todos os reservatórios ficam com 5,5 dm. Passo 5: Por que as outras estão erradas. B: supõe que F não recebe água, mas F está interligado pela região inferior e participa da redistribuição. C: divide 30,0 por 6, esquecendo a água de F. D: supõe que a água apenas sobe até o maior nível, sem considerar que o volume é conservado. E: supõe que os grupos se equilibram separadamente, sem considerar a comunicação entre A a E e F.

💡 Dica: Considere o princípio do equilíbrio hidrostático e igualação dos níveis de água.

Alternativa por alternativa

A Correta

Como os reservatórios são idênticos, o volume de água é proporcional à altura da coluna em cada um. Como não há perda de água, conserva-se a soma das alturas: 5 × 6,0 + 1 × 3,0 = 33,0 dm. No equilíbrio hidrostático, como todos os reservatórios estão interligados e abertos à atmosfera, a água atinge a mesma altura em todos eles. Assim, a altura final é 33,0 ÷ 6 = 5,5 dm.

B Erradaerro: Conceitual

Acredita que o reservatório F, por ter menos água, não recebe líquido e que apenas A a E se ajustam, ignorando que todos estão interligados pela região inferior.

C Erradaerro: Procedimental

Calcula a média fazendo 30,0 / 6 = 5,0, esquecendo de somar os 3,0 dm de água contidos em F ao volume total.

D Erradaerro: Conceituala que mais engana

Entende que, ao abrir as válvulas, o nível permanece em 6,0 dm em todos, como se a água fosse apenas transferida sem redistribuição, desconsiderando a conservação do volume.

Por que engana: Confundir níveis de água diferentes devido à pressão e não considerar o equilíbrio hidrostático entre reservatórios.

E Erradaerro: Conceitual

Supõe que A a E já estão em equilíbrio entre si e que F não muda, sem perceber que a comunicação entre todos os reservatórios faz a água se redistribuir pelo conjunto.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Analisar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado depende_imagem

Cobertura da habilidade unica

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

🎯 Conceito central

equilíbrio hidrostático em reservatórios

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

pressão hidrostática · princípio de Pascal

📚 Reveja

estude pressão hidrostática e equilíbrio de fluidos

⚠️ Erro mais comum

Confundir níveis de água diferentes devido à pressão e não considerar o equilíbrio hidrostático entre reservatórios.

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cotidiano

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