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Questão 85 (CFS 2) da EEAR 2018

CFS 2 · Física: Pressão hidrostática: Stevin e Pascal

– Um operário produz placas de cimento para serem utilizadas como calçamento de jardins. Para a produção destas placas utiliza-se uma forma metálica de dimensões 20\text{ cm} \times 10\text{ cm} e altura desprezível. Uma prensa hidráulica aplica sobre essa área uma pressão de 40\text{ kPa} visando compactar uma massa constituída de cimento, areia e água. A empresa resolveu reduzir as dimensões para 20\text{ cm} \times 5\text{ cm}, mas mantendo a mesma força aplicada, logo o novo valor da pressão utilizada na produção das placas é de ______ \text{kPa}.

  1. A
    20
  2. B
    40
  3. C
    80
  4. D
    160
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Resolução comentada

Pressão é a razão entre a força aplicada e a área em que ela atua: p = \frac{F}{A}. Se a força é mantida e a área diminui, a pressão aumenta na mesma proporção.

  1. Área inicial da forma: A_1 = 20\ \text{cm} \times 10\ \text{cm} = 200\ \text{cm}^2 = 200 \times 10^{-4}\ \text{m}^2 = 2{,}0 \times 10^{-2}\ \text{m}^2.

  2. Força aplicada pela prensa:

    F = p_1 \cdot A_1 = 40\,000 \times 2{,}0 \times 10^{-2} = 800\ \text{N}

  3. Nova área: A_2 = 20\ \text{cm} \times 5\ \text{cm} = 100\ \text{cm}^2 = 1{,}0 \times 10^{-2}\ \text{m}^2.

  4. Nova pressão, com a mesma força:

    p_2 = \frac{F}{A_2} = \frac{800}{1{,}0 \times 10^{-2}} = 80\,000\ \text{Pa} = 80\ \text{kPa}

Conferindo pela proporção: a área caiu à metade (200 \to 100\ \text{cm}^2), então a pressão dobra: 2 \times 40 = 80\ \text{kPa}.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AReduz a pressão à metade, como se a pressão fosse diretamente proporcional à área, quando é inversamente proporcional.
  • BMantém a pressão inicial, esquecendo que a área mudou e que apenas a força foi mantida.
  • DQuadruplica a pressão, como se a área tivesse caído a um quarto; ela caiu só à metade.

Assunto: Pressão hidrostática: Stevin e Pascal.

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Ver como caiu na prova Questão 85 no caderno CFS 2 da EEAR 2018

Fonte: EEAR 2018 · CFS 2. Prova oficial ↗