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Questão 84 (CFS 2) da EEAR 2021

CFS 2 · Física: Empuxo e princípio de Arquimedes

– Num mesmo local, foram comparados dois cubos maciços e homogêneos, de dimensões idênticas. Ao serem verificadas suas massas, a uma mesma temperatura ambiente, foi observado que estas eram distintas.

Nesse contexto, considere as seguintes afirmações:

I - Os cubos são feitos de materiais diferentes.
II - Os cubos são feitos de um mesmo material.
III - Ao mergulharmos os cubos num mesmo líquido, é possível que um deles afunde e que o outro flutue.
IV - Ao mergulharmos os cubos num mesmo líquido, um deles irá afundar e o outro flutuar.

Com relação às afirmações apresentadas, podemos afirmar que:

  1. A
    somente I está correta.
  2. B
    I e III estão corretas.
  3. C
    I e IV estão corretas.
  4. D
    II e III estão corretas.
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Resolução comentada

Dois cubos de mesmas dimensões têm o mesmo volume V. Como as massas são diferentes, as densidades \mu = \dfrac{m}{V} também são diferentes.

Afirmação I: densidade é propriedade característica de cada material (à mesma temperatura). Densidades diferentes indicam materiais diferentes. Correta.

Afirmação II: contradiz a I, pois um mesmo material, à mesma temperatura, teria a mesma densidade e, com o mesmo volume, a mesma massa. Incorreta.

Afirmação III: um corpo maciço flutua se sua densidade é menor que a do líquido e afunda se é maior. Com densidades distintas, é possível que uma seja menor e a outra maior que a do líquido, e então um afunda e o outro flutua. Mas isso só ocorre se a densidade do líquido estiver entre as dos dois cubos. Por isso o enunciado diz "é possível". Correta.

Afirmação IV: afirma que isso certamente acontece. Mas o líquido pode ser menos denso que os dois cubos (ambos afundam) ou mais denso que os dois (ambos flutuam). Não é garantido. Incorreta.

Corretas: I e III.

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa C engana ao trocar "é possível" (III) por "irá" (IV): dependendo do líquido, os dois cubos podem afundar ou flutuar.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AIgnora que a III também está correta: com densidades diferentes, é possível um afundar e o outro flutuar.
  • CConsidera a IV correta, mas o resultado só ocorre se a densidade do líquido estiver entre as dos cubos, não sempre.
  • DConsidera a II correta, mas massas diferentes com mesmo volume implicam densidades e, portanto, materiais diferentes.

Assuntos: Empuxo e princípio de Arquimedes, Densidade e pressão.

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Fonte: EEAR 2021 · CFS 2. Prova oficial ↗