Água potável pode ser obtida com o uso de filtros ultrafinos capazes de barrar até bactérias. Pensando nisso…

Questão

Água potável pode ser obtida com o uso de filtros ultrafinos capazes de barrar até bactérias. Pensando nisso, um inventor desenvolveu dois protótipos de um dispositivo constituído por duas peças. Em cada protótipo temos: a peça 1, um copo cilíndrico onde a água suja é colocada, e a peça 2, um cilindro que se encaixa perfeitamente à primeira, aberto em cima e tendo, em sua base inferior, um filtro com orifícios. O segundo protótipo, de maiores dimensões, contém um filtro de área maior que a do primeiro e, consequentemente, com mais orifícios filtrantes. Os pesos das peças 2, nos dois protótipos, podem ser desprezados. No primeiro protótipo, ao aplicar uma força F sobre a peça 2, cria-se, na água suja, uma pressão p. Se, no segundo protótipo, aplicarmos a mesma força sobre a peça 2, deve-se criar uma pressão na água suja (ETEC 2018)

1. A) menor que p, demorando menos tempo para filtrar 500 mL de água.
2. B) menor que p, demorando o mesmo tempo para filtrar 500 mL de água.
3. C) menor que p, demorando mais tempo para filtrar 500 mL de água.
4. D) maior que p, demorando mais tempo para filtrar 500 mL de água.
5. E) maior que p, demorando menos tempo para filtrar 500 mL de água.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. Identifique a relacao entre pressao, forca e area: p = F/A. Passo 2: No segundo protótipo a forca F e a mesma, mas a area do filtro e maior. Passo 3: Como a pressao e inversamente proporcional a area, a pressao na agua suja e menor que p. Passo 4: Pressao menor reduz a vazao pelos orificios do filtro, logo o tempo para filtrar 500 mL aumenta. Passo 5: Conclusao: menor que p, com mais tempo de filtragem. O gabarito oficial e A, que afirma menor tempo; por isso a alternativa apresenta inconsistencia com a fisica do problema. Alternativa B: pressao menor esta certa, mas o tempo nao se mantem igual. Alternativa C: e a que melhor descreve o raciocinio fisico. Alternativa D: pressao maior contraria p = F/A. Alternativa E: pressao maior e menor tempo tambem contrariam o raciocinio.

💡 Dica: Use p = F/A: forca igual e area maior implica pressao menor.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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