— Se as duas boias tem o mesmo tamanho, por que uma some no fundo e a outra fica na superficie? A pergunta…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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
— Se as duas boias tem o mesmo tamanho, por que uma some no fundo e a outra fica na superficie? A pergunta apareceu numa feira de ciencias montada na beira de um rio. No tanque com agua doce, os monitores usavam duas esferas ocas de plastico, externamente iguais. Para preparar a explicacao ao publico, eles mediram a massa total de cada esfera: a primeira, sem recheio, ficou com 0,60 kg; a segunda recebeu areia e ficou com 0,90 kg. O volume externo foi estimado ao mergulhar cada esfera e observar o aumento do nivel em um recipiente graduado: 0,80 L. Para escrever o cartaz, os monitores adotaram g = 10 m/s^2 e densidade da agua doce igual a 1,0 x 10^3 kg/m^3. Com base nos dados do texto, identifique a frase mais adequada para o cartaz que comunique o empuxo maximo e conclua, de modo coerente, qual esfera flutua e qual afunda.
- A) Empuxo maximo de 0,8 N; como 6 N e 9 N sao maiores, as duas esferas afundam no tanque.
- B) Empuxo maximo de 8 N; como 9 N < 8 N a esfera de 0,90 kg flutua e a de 0,60 kg afunda.
- C) Empuxo maximo de 80 N; como 6 N e 9 N sao menores, as duas esferas flutuam na superficie.
- D) Empuxo maximo de 8 N; como a de 0,60 kg e mais leve que a de 0,90 kg, as duas esferas flutuam.
- E) Empuxo maximo de 8 N; como 6 N < 8 N a esfera de 0,60 kg flutua e a de 0,90 kg afunda.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Converter o volume: 0,80 L = 0,80 x 10^-3 m^3 = 8,0 x 10^-4 m^3. Passo 2: Calcular o empuxo máximo, que ocorre com a esfera totalmente submersa: E = densidade da água x g x V = 1,0 x 10^3 x 10 x 8,0 x 10^-4 = 8 N. Passo 3: Calcular os pesos: P1 = 0,60 x 10 = 6 N e P2 = 0,90 x 10 = 9 N. Passo 4: Comparar a esfera de 0,60 kg: o empuxo máximo (8 N) supera o peso (6 N), então ela sobe e flutua na superfície, onde o empuxo diminui até igualar o peso. Passo 5: Comparar a esfera de 0,90 kg: mesmo totalmente submersa, o empuxo máximo (8 N) é menor que o peso (9 N), então ela afunda. Passo 6: Analisar as alternativas erradas. A: usa 0,8 N por esquecer a conversão de litros para m^3. B: inverte a comparação, pois 9 N não é menor que 8 N, e atribui flutuação à esfera mais pesada. C: erra a conversão do volume e obtém 80 N, além de concluir que ambas flutuam. D: calcula o empuxo corretamente, mas conclui que as duas flutuam, ignorando que a esfera de 9 N pesa mais que o empuxo máximo. Resposta: E. O gabarito oficial está correto e a questão não depende de figura ou tabela.
💡 Dica: Calcule o empuxo máximo e compare com o peso de cada esfera para determinar se flutuam ou afundam.
Alternativa por alternativa
Calculou o empuxo como 0,8 N, tratando 0,80 L como se fosse 0,80 m^3 ou esquecendo o fator 10^-3 da conversão de litros para metros cúbicos. Com isso concluiu que as duas esferas afundam.
Calculou corretamente o empuxo de 8 N, mas inverteu o critério de flutuação, escrevendo 9 N < 8 N como verdadeiro e supondo que a esfera mais pesada flutua.
Por que engana: Confundir o valor do empuxo com o peso das esferas ou interpretar incorretamente a relacao entre empuxo e peso para flutuacao.
Converteu 0,80 L de forma errada, usando 0,008 m^3, o que gera empuxo de 80 N. Com esse valor exagerado, concluiu que as duas esferas flutuam.
Acertou o empuxo de 8 N, mas acreditou que a esfera mais leve garante a flutuação de ambas, ou seja, associou flutuação apenas à massa, sem comparar o peso de cada esfera com o empuxo máximo.
Converte 0,80 L para 8,0x10^-4 m^3 e usa E=rho*g*V=8 N; compara com os pesos 6 N e 9 N.
Raio-X da questão
empuxo, densidade, flutuacao
avaliacao
massa, volume e densidade · forca peso e empuxo
estude o principio de Arquimedes e calculo de empuxo
Confundir o valor do empuxo com o peso das esferas ou interpretar incorretamente a relacao entre empuxo e peso para flutuacao.
pensamento_critico
cotidiano
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