Questão 48 do ENEM PPL 2016

1º dia · Ciências da Natureza

Um navio petroleiro é capaz de transportar milhares de toneladas de carga. Neste caso, uma grande quantidade de massa consegue flutuar.

Nesta situação, o empuxo é

  1. A
    maior que a força peso do petroleiro.
  2. B
    igual à força peso do petroleiro.
  3. C
    maior que a força peso da água deslocada.
  4. D
    igual à força peso do volume submerso do navio.
  5. E
    igual à massa da água deslocada.
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Resolução comentada

Quando um corpo flutua em equilíbrio, ele não sobe nem afunda: a força resultante sobre ele é nula.

Sobre o navio agem duas forças verticais:

  1. O peso P (do navio com toda a carga), para baixo.
  2. O empuxo E, para cima, exercido pela água.

Como o navio está parado na superfície, em equilíbrio, essas forças se anulam:

E = P_{\text{petroleiro}}

Pelo princípio de Arquimedes, o empuxo tem módulo igual ao peso do fluido deslocado pela parte submersa: E = \rho_{\text{água}}\,V_{\text{sub}}\,g. Assim, o navio afunda até deslocar uma quantidade de água cujo peso iguala o peso total dele. Por isso um navio enorme, cheio de carga, consegue flutuar: o casco tem formato que desloca muita água.

Analisando as demais opções: o empuxo maior que o peso faria o navio subir; o empuxo é igual (e não maior) ao peso da água deslocada; o "peso do volume submerso do navio" não é a grandeza correta, pois o que conta é o peso da água deslocada; e massa não se compara diretamente com força (empuxo é força, medida em newtons).

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AEmpuxo maior que o peso faria o navio acelerar para cima; na flutuação em equilíbrio as forças são iguais.
  • CPelo princípio de Arquimedes, o empuxo é exatamente igual ao peso da água deslocada, não maior.
  • DO empuxo se iguala ao peso do líquido deslocado, não ao peso do volume submerso do navio.
  • ECompara uma força (empuxo) com uma massa; grandezas de natureza diferente.

Assuntos: empuxo, princípio de Arquimedes, equilíbrio de forças.

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