Moradores de um bairro ribeirinho passaram a montar uma barreira flutuante para reter lixo antes que ele…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Moradores de um bairro ribeirinho passaram a montar uma barreira flutuante para reter lixo antes que ele alcance uma area de mangue. Cada modulo da barreira e feito com 6 garrafas PET de 1,5 L, bem tampadas, presas a uma tela. Para orientar a montagem, um voluntario mediu a massa do modulo vazio: 0,45 kg. Em agua doce, ele considerou que, no limite antes de afundar, o conjunto desloca um volume de agua aproximadamente igual ao volume total das garrafas. Para preparar um aviso simples ao grupo, ele adotou g = 10 m/s^2 e densidade da agua 1000 kg/m^3, desprezando a compressibilidade do ar dentro das garrafas. Com base nas informacoes do texto, identifique o enunciado mais adequado para um aviso ao publico que comunique a carga maxima (em massa) que um modulo pode sustentar sem afundar.
- A) Informar que o modulo suporta cerca de 8,6 kg, pois o empuxo maximo equivale ao peso de 9,0 kg de agua.
- B) Informar que o modulo suporta cerca de 9,0 kg, pois o empuxo maximo equivale ao peso de 9,0 kg de agua.
- C) Informar que o modulo suporta cerca de 90 kg, pois o empuxo maximo e 90 N e 1 N equivale a 1 kg.
- D) Informar que o modulo suporta cerca de 90 N, pois a carga maxima deve ser comunicada em newtons, e nao em kg.
- E) Informar que o modulo suporta cerca de 0,86 kg, pois 9,0 L correspondem a 9,0e-4 m^3 de agua.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Calcule o volume total das garrafas. São 6 garrafas de 1,5 L, ou seja, 6 x 1,5 = 9 L, que equivalem a 9 x 10^-3 m^3 (lembrando que 1 L = 10^-3 m^3). Passo 2: Calcule a massa de água deslocada no limite de afundamento. Como o volume deslocado é igual ao volume das garrafas, a massa de água deslocada é 1000 kg/m^3 x 9 x 10^-3 m^3 = 9 kg. Passo 3: Calcule o empuxo máximo, que é o peso dessa água: E = 9 kg x 10 m/s^2 = 90 N. Passo 4: Desconte o peso do próprio módulo vazio, pois ele também ocupa parte do empuxo. A massa do módulo vazio é 0,45 kg, então a carga máxima em massa é 9,0 kg - 0,45 kg = 8,55 kg, que arredondado é cerca de 8,6 kg. Passo 5: Conclusão: a alternativa A está correta, pois informa a carga máxima de cerca de 8,6 kg e justifica corretamente o valor pelo empuxo máximo, equivalente ao peso de 9,0 kg de água. A alternativa B está errada porque ignora a massa do próprio módulo. A alternativa C está errada porque trata 90 N como 90 kg, confundindo força com massa. A alternativa D está errada porque, embora 90 N seja o empuxo, a carga pedida é em massa, e a unidade correta para comunicar ao público é o quilograma. A alternativa E está errada porque 9,0 L equivalem a 9,0 x 10^-3 m^3, e não a 9,0 x 10^-4 m^3, além de a massa resultante não considerar corretamente a água deslocada. O gabarito oficial A está coerente com a resolução.
💡 Dica: Calcule o empuxo máximo e subtraia a massa do módulo para achar a carga máxima.
Alternativa por alternativa
V = 9,0 L = 9,0e-3 m^3. Empuxo maximo: 1000*10*9,0e-3 = 90 N (massa 9,0 kg). Carga = 9,0 - 0,45 = 8,55 kg.
O aluno calcula corretamente o empuxo equivalente a 9,0 kg de água, mas esquece de descontar a massa de 0,45 kg do próprio módulo vazio, que também precisa ser sustentada pela água.
O aluno obtém 90 N para o empuxo e, em seguida, considera que 90 N equivalem a 90 kg, tratando força como massa e ignorando que o peso de 1 kg é 10 N com g = 10 m/s^2.
Por que engana: Confundir unidades de força e massa ou interpretar mal o empuxo máximo.
O aluno encontra corretamente a força de 90 N, mas acredita que a carga máxima deve ser expressa nessa unidade, sem perceber que a questão pede a carga em massa, o que exige dividir a força pela aceleração da gravidade e descontar o peso do módulo.
O aluno faz a conversão de litros para metros cúbicos com erro de potência de dez (9,0 L viraria 9,0 x 10^-4 m^3) e não considera a água deslocada corretamente, chegando a um valor muito pequeno para a carga.
Raio-X da questão
empuxo, massa, densidade, força
avaliacao
empuxo e principio de Arquimedes · densidade e massa
estude empuxo, densidade da água e cálculo de forças
Confundir unidades de força e massa ou interpretar mal o empuxo máximo.
pensamento_critico
cotidiano
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