A pressão exercida por uma coluna de água de 10 m de altura é igual a 1,0 atm. Um mergulhador encontra-se a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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
A pressão exercida por uma coluna de água de 10 m de altura é igual a 1,0 atm. Um mergulhador encontra-se a uma profundidade H, da superfície livre da água, onde a pressão atmosférica é 1,0 atm. A pressão absoluta sobre o mergulhador é de 5,0 atm. A profundidade que o mergulhador se encontra é (Mackenzie 2017)
- A) 50 m
- B) 40 m
- C) 30 m
- D) 20 m
- E) 10 m
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique as grandezas. A pressão absoluta no mergulhador é p = 5,0 atm, a pressão atmosférica na superfície é p0 = 1,0 atm, e a pressão hidrostática (devida só à coluna de água) é a diferença entre elas. Passo 2: Calcule a pressão hidrostática: p - p0 = 5,0 - 1,0 = 4,0 atm. Passo 3: Use a relação dada no enunciado: uma coluna de água de 10 m exerce 1,0 atm. Logo, a pressão hidrostática cresce 1,0 atm a cada 10 m de profundidade. Passo 4: Faça a regra de três: 1,0 atm está para 10 m, assim como 4,0 atm está para H. Então H = 4,0 x 10 / 1,0 = 40 m. Passo 5: Confira pela fórmula de Stevin, p = p0 + d x g x H. Como d x g x 10 m = 1,0 atm, temos d x g = 0,1 atm/m, e 4,0 = 0,1 x H, o que dá H = 40 m. Passo 6: Por que as outras estão erradas: a alternativa A (50 m) exigiria pressão hidrostática de 5 atm, o que ignora a pressão atmosférica; a alternativa C (30 m) corresponde a 3 atm de pressão hidrostática, valor obtido ao subtrair a atmosfera duas vezes; a alternativa D (20 m) corresponde a 2 atm, valor que não bate com a diferença de 4 atm; a alternativa E (10 m) é a própria altura da coluna de referência, que não tem relação com a profundidade do mergulhador. Conclusão: a resposta correta é a alternativa B, 40 m, que coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Use a fórmula da pressão hidrostática para calcular a profundidade.
Alternativa por alternativa
O aluno multiplicou a pressão absoluta de 5 atm por 10 m, sem subtrair a pressão atmosférica que já existe na superfície. Assim, tratou a pressão total como se fosse só a da coluna de água.
CORRETA. A pressão absoluta é a soma da pressão atmosférica (1 atm) com a pressão da coluna de água. Como cada 10 m equivalem a 1 atm, para atingir 5 atm, são necessários 4 atm de coluna de água, ou seja, 40 m.
O aluno subtraiu a pressão atmosférica duas vezes (5 - 1 - 1 = 3 atm) e, em seguida, aplicou 10 m por atmosfera, chegando a 30 m. O erro está no procedimento de isolar a pressão hidrostática.
O aluno calculou corretamente que a pressão hidrostática é de 4 atm, mas usou uma relação incorreta entre atmosfera e profundidade, como se cada atm correspondesse a 20 m em vez de 10 m, ou dividiu o resultado por 2 de forma indevida.
O aluno leu a informação de 10 m como se fosse a resposta da questão, sem usar o dado de pressão absoluta de 5 atm para determinar a profundidade.
Raio-X da questão
pressão hidrostática e profundidade
avaliacao
pressão atmosférica · densidade da água
Estude a relação entre pressão, profundidade e densidade de fluidos.
Confundir pressão absoluta com pressão relativa ou esquecer de somar a pressão atmosférica.
pensamento_critico
cotidiano
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