PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 71 (CFS 2) da EEAR 2025

CFS 2 · Física: Pressão hidrostática: Stevin e Pascal

– Um técnico do laboratório de Física decidiu preparar uma atividade para os alunos, pegou na prateleira dois frascos contento líquidos imiscíveis, A e B. Observando os dados no notebook, reparou que as únicas informações que tinha sobre os líquidos eram gráficos da massa (m) em função do volume (V), conforme mostrado na figura a seguir. O técnico verteu quantidades diferentes destes líquidos em um recipiente e aguardou até que ocorresse o equilíbrio hidrostático. Após alcançar o equilíbrio, anotou as alturas finais de cada líquido sem identificá-los, conforme mostrado também na figura. Qual o valor da pressão, em Pa, no fundo do recipiente?

Adote a intensidade da aceleração da gravidade no local igual a 10\text{ m/s}^2 e desconsidere a pressão atmosférica.

Dois gráficos de massa em gramas por volume em centímetros cúbicos e um recipiente cilíndrico contendo dois líquidos estratificados. O primeiro gráfico mostra uma reta passando pela origem e pelo ponto de volume 20 e massa 24. O segundo gráfico mostra uma reta passando pela origem e pelo ponto de volume 20 e massa 16. Uma seta aponta para o recipiente, onde a camada líquida superior tem altura de 10 cm e a inferior tem altura de 20 cm.

  1. A
    0{,}24 \times 10^4
  2. B
    0{,}28 \times 10^4
  3. C
    0{,}30 \times 10^4
  4. D
    0{,}32 \times 10^4
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Resolução comentada

A pressão no fundo (sem a atmosférica) é a soma das pressões hidrostáticas das camadas, cada uma dada por p = \mu g h. Primeiro é preciso achar as densidades, que são o coeficiente angular de cada reta m \times V.

  1. Líquido que tem 24 g em 20 cm³: \mu = \dfrac{24}{20} = 1{,}2\ \text{g/cm}^3 = 1200\ \text{kg/m}^3.
  2. Líquido que tem 16 g em 20 cm³: \mu = \dfrac{16}{20} = 0{,}8\ \text{g/cm}^3 = 800\ \text{kg/m}^3.

No equilíbrio, o líquido mais denso fica embaixo. Logo, a camada inferior (20 cm) é a de 1200\ \text{kg/m}^3 e a superior (10 cm) é a de 800\ \text{kg/m}^3. Isso é coerente com a figura, em que a camada de baixo é mais escura e mais espessa.

  1. Camada superior: p_1 = 800 \cdot 10 \cdot 0{,}10 = 800\ \text{Pa}.
  2. Camada inferior: p_2 = 1200 \cdot 10 \cdot 0{,}20 = 2400\ \text{Pa}.
  3. Total no fundo: p = 800 + 2400 = 3200\ \text{Pa} = 0{,}32 \times 10^4\ \text{Pa}.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa B engana quem coloca o líquido mais denso por cima (1200·0,1 + 800·0,2), esquecendo que o mais denso fica no fundo.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AProvavelmente erra as densidades ou as alturas, por exemplo ignorando parte da coluna de líquido; não corresponde à soma correta.
  • BResulta de combinar densidades e alturas de forma trocada, invertendo a ordem dos líquidos (denso em cima): 1200·10·0,1 + 800·10·0,2 = 2800 Pa.
  • CValor intermediário sem correspondência com a soma das duas pressões; não sai das densidades corretas.

Assuntos: Pressão hidrostática: Stevin e Pascal, Densidade e pressão.

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Fonte: EEAR 2025 · CFS 2. Prova oficial ↗