PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 65 do ENEM PPL 2010
Um brinquedo chamado ludião consiste em um pequeno frasco de vidro, parcialmente preenchido com água, que é emborcado (virado com a boca para baixo) dentro de uma garrafa PET cheia de água e tampada. Nessa situação, o frasco fica na parte superior da garrafa, conforme mostra a FIGURA 1.

Quando a garrafa é pressionada, o frasco se desloca para baixo, como mostrado na FIGURA 2.

Ao apertar a garrafa, o movimento de descida do frasco ocorre porque
- Adiminui a força para baixo que a água aplica no frasco.
- Baumenta a pressão na parte pressionada da garrafa.
- Caumenta a quantidade de água que fica dentro do frasco.
- Ddiminui a força de resistência da água sobre o frasco.
- Ediminui a pressão que a água aplica na base do frasco.
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Resolução comentada
O frasco flutua quando o empuxo (força para cima que a água exerce, igual ao peso do líquido deslocado) equilibra o peso do conjunto frasco + água + ar interno. O frasco tem uma bolha de ar presa dentro dele, e é ela que garante o volume deslocado e, portanto, o empuxo.
Ao apertar a garrafa, a pressão aumenta em todos os pontos do líquido (princípio de Pascal). Essa pressão extra é transmitida à bolha de ar do frasco, que é comprimida (o ar é compressível, a água não).
Com isso, a água entra no frasco e ocupa parte do espaço antes ocupado pelo ar. Duas consequências:
- O peso do conjunto aumenta, porque há mais água dentro do frasco.
- O volume de ar diminui, então o volume total deslocado de líquido diminui e o empuxo também diminui ou, no mínimo, não acompanha o aumento do peso.
O peso passa a ser maior que o empuxo e o frasco desce. Ao soltar a garrafa, o ar volta a se expandir, expulsa a água e o frasco sobe de novo.
A causa direta do movimento, portanto, é o aumento da quantidade de água dentro do frasco.
Alternativa C.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AA força da água sobre o frasco (empuxo) não aumenta para cima nem diminui para baixo por apertar; o que muda é o peso do conjunto, com mais água dentro.
- BA pressão aumenta em todo o líquido (Pascal), não só na parte pressionada, e isso é a causa da compressão do ar, não a explicação direta da descida.
- DA resistência da água não é o que provoca a descida; o movimento vem do desequilíbrio entre peso e empuxo.
- EApertar a garrafa aumenta, e não diminui, a pressão sobre a base do frasco.
Assuntos: Pressão hidrostática: Stevin e Pascal, Empuxo e princípio de Arquimedes.
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