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Questão 79 (CFS 2) da EEAR 2024

CFS 2 · Física: Pressão hidrostática: Stevin e Pascal

– A figura a seguir representa um sistema hidráulico em repouso, sem vazamentos e preenchido internamente com um óleo sem bolhas. Os êmbolos “C” e “B” são móveis. Há 4 pontos (A, D, E e F) assinalados na figura. Os pontos A e D estão em uma mesma linha horizontal em relação ao solo; da mesma maneira que os pontos E e F também estão alinhados com uma outra linha horizontal em relação ao solo.

Em um determinado momento, um objeto é posto em contato com o êmbolo B. Após o contato entre o objeto e o êmbolo B, o sistema ainda se mantém em repouso. Sendo assim, pode-se afirmar corretamente que a variação de pressão ____ .

Assinale a alternativa que completa corretamente a frase anterior.

Sistema hidráulico em formato de tubo em U preenchido por fluido, com êmbolo C mais largo à esquerda e êmbolo B mais estreito à direita. Os pontos A e D situam-se imediatamente abaixo dos respectivos êmbolos na mesma altura horizontal. Os pontos E e F situam-se no fundo do tubo, também alinhados horizontalmente em relação à linha do solo.

  1. A
    em A é igual a pressão em D.
  2. B
    é igual em todos os pontos.
  3. C
    é maior em E.
  4. D
    é maior em F.
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Resolução comentada

Aqui vale o princípio de Pascal: um acréscimo de pressão aplicado a um ponto de um fluido incompressível em equilíbrio se transmite integralmente a todos os pontos do fluido, e a todas as paredes do recipiente.

Quando o objeto é colocado sobre o êmbolo B, a pressão no óleo logo abaixo dele aumenta em \Delta p = \dfrac{F}{A_B}, em que F é o peso do objeto e A_B é a área do êmbolo B.

Como o sistema continua em repouso, a diferença de pressão entre dois pontos do óleo depende só do desnível entre eles, pela lei de Stevin: p_2 - p_1 = \rho g \Delta h. Os desníveis não mudam, pois o óleo é praticamente incompressível e o sistema não se move. Logo, as diferenças de pressão entre os pontos permanecem as mesmas, e o acréscimo \Delta p é o mesmo em A, D, E e F.

Assim, a pressão total em cada ponto continua diferente (por exemplo, E é mais fundo que A e tem pressão maior), mas a variação de pressão é igual em todos.

O enunciado pergunta pela variação de pressão, e não pela pressão em si. Por isso, a resposta é que ela é igual em todos os pontos.

Alternativa B.

Pegadinha: As alternativas C e D enganam quem pensa na pressão total (maior nos pontos mais fundos) em vez da variação de pressão, que é igual em todos os pontos.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AAfirma algo sobre a pressão em A e D, mas a questão pede a variação de pressão, e a afirmação não esgota o que vale para todos os pontos (E e F também sofrem a mesma variação).
  • CConfunde pressão total (maior em E por estar mais fundo) com variação de pressão, que é igual em todos os pontos.
  • DTambém confunde a pressão maior no fundo com a variação, que pelo princípio de Pascal não depende do ponto.

Assunto: Pressão hidrostática: Stevin e Pascal.

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Fonte: EEAR 2024 · CFS 2. Prova oficial ↗