FísicaUERJBNCC EM13CNT203Difícil⏱ curto

Balões meteorológicos, que têm a função de medir dados climáticos, podem alcançar altitudes elevadas. Admita…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT203

Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Balões meteorológicos, que têm a função de medir dados climáticos, podem alcançar altitudes elevadas. Admita que um desses balões, no instante em que sua densidade se iguala à do ar atmosférico à sua volta, permanece fixo em uma posição por um longo período. Essa situação ocorre quando as duas forças que atuam sobre o balão, o peso P e o empuxo E, correspondem à razão P/E. O valor de P/E é igual a: (UERJ 2024)

A) 0,5
B) 1,0
C) 1,5
D) 2,0

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

Identifique a condição de equilíbrio. O enunciado diz que o balão permanece fixo por longo período, ou seja, a resultante das forças sobre ele é zero. As duas forças são o peso P (para baixo) e o empuxo E (para cima), logo P = E.
Relacione as densidades. O peso é P = densidade do balão x volume x g, e o empuxo é E = densidade do ar x volume deslocado x g. Como o balão tem a mesma densidade do ar ao seu redor e ocupa o volume deslocado, a densidade do balão é igual à do ar.
Calcule a razão. Como P = E, temos P/E = 1,0. Essa é a alternativa B, que coincide com o gabarito oficial.
Por que as outras estão erradas. A (0,5) exigiria que o empuxo fosse o dobro do peso, o que faria o balão subir. C (1,5) exigiria peso maior que o empuxo, o que faria o balão descer. D (2,0) exigiria que o peso fosse o dobro do empuxo, situação em que o balão cairia.

💡 Dica: Lembre-se que equilíbrio ocorre quando peso e empuxo são iguais.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno supõe que o empuxo precisa ser o dobro do peso para o balão se manter no lugar, invertendo a condição de equilíbrio. Também pode ter confundido a razão P/E com E/P.

Por que engana: Confundir a relação entre peso e empuxo, achando que P/E pode ser diferente de 1 no equilibrio.

B Correta

CORRETA. O equilíbrio ocorre quando o peso do balão é igual ao empuxo, ou seja, P/E = 1, permitindo que ele permaneça fixo.

C Erradaerro: Conceitual

O aluno imagina que o peso do balão deve ser maior que o empuxo para ele ficar parado, ou acredita que o empuxo deve ser menor que o peso por algum motivo intuitivo. Não reconhece que equilíbrio exige forças de mesma intensidade.

D Erradaerro: Procedimental

O aluno acha que o peso deve ser o dobro do empuxo, talvez por associar a igualdade de densidades a uma proporção de 2 entre peso e empuxo. Ele não aplica a condição de que, em equilíbrio vertical, P e E são iguais.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Leitura medio

Discriminação medio

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

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

🎯 Conceito central

equilibrio peso e empuxo

📌 Objetivo

diagnostico

🧱 Pré-requisitos

forca peso · empuxo

📚 Reveja

estude o principio de Arquimedes e forças em equilibrio

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação entre peso e empuxo, achando que P/E pode ser diferente de 1 no equilibrio.

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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