Questão 76 da FUVEST 2023

Question

Os lagartos do gênero Basiliscus têm a capacidade incomum de correr sobre a água. Essa espécie possui uma membrana entre os dedos que aumenta a área superficial de suas patas traseiras. Com uma combinação de forças verticais de suporte e forças horizontais propulsivas geradas pelo movimento de suas patas na água, o lagarto consegue obter impulso resultante para cima e para frente, conforme figura a seguir. Isso garante uma estabilidade dinâmica na superfície da água, em corridas que podem chegar a dezenas de metros, dependendo do peso e da idade do animal.

Fotografia colorida de um lagarto Basiliscus correndo sobre a superfície da água e três imagens sequenciais em preto e branco sobre fundo quadriculado destacando o movimento articular de sua pata ao atingir a água.

Disponível em https://wonderopolis.org/.

Sobre esse movimento, é correto afirmar:

A
A componente vertical da reação à força gerada pelas patadas na água compensa o peso do animal, fazendo com que ele não afunde.
B
O mecanismo de flutuação do lagarto advém de um equilíbrio hidrostático, que pode ser explicado pelo princípio de Arquimedes.
C
Por ser um meio viscoso, a água possui um atrito desprezível, facilitando a flutuação.
D
A alta salinidade da água é uma condição necessária para que ocorra um equilíbrio entre as forças envolvidas no movimento.
E
A tensão superficial da água, por si só, é suficiente para impedir que o animal afunde.

Answer 1

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Questão 76 da FUVEST 2023

1ª fase · Física: Leis de Newton e aplicações

Os lagartos do gênero Basiliscus têm a capacidade incomum de correr sobre a água. Essa espécie possui uma membrana entre os dedos que aumenta a área superficial de suas patas traseiras. Com uma combinação de forças verticais de suporte e forças horizontais propulsivas geradas pelo movimento de suas patas na água, o lagarto consegue obter impulso resultante para cima e para frente, conforme figura a seguir. Isso garante uma estabilidade dinâmica na superfície da água, em corridas que podem chegar a dezenas de metros, dependendo do peso e da idade do animal.

Fotografia colorida de um lagarto Basiliscus correndo sobre a superfície da água e três imagens sequenciais em preto e branco sobre fundo quadriculado destacando o movimento articular de sua pata ao atingir a água.

Disponível em https://wonderopolis.org/.

Sobre esse movimento, é correto afirmar:

A
A componente vertical da reação à força gerada pelas patadas na água compensa o peso do animal, fazendo com que ele não afunde.
B
O mecanismo de flutuação do lagarto advém de um equilíbrio hidrostático, que pode ser explicado pelo princípio de Arquimedes.
C
Por ser um meio viscoso, a água possui um atrito desprezível, facilitando a flutuação.
D
A alta salinidade da água é uma condição necessária para que ocorra um equilíbrio entre as forças envolvidas no movimento.
E
A tensão superficial da água, por si só, é suficiente para impedir que o animal afunde.

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Resolução comentada

O lagarto não flutua: ele corre sobre a água porque a pata, ao bater nela, empurra a água para baixo e para trás. Pela terceira lei de Newton (ação e reação), a água reage empurrando a pata para cima e para frente.

Essa reação pode ser decomposta em duas componentes:

Componente vertical (para cima): sustenta o animal. Quando ela compensa o peso, em média, o lagarto não afunda.
Componente horizontal (para frente): é a força propulsiva que o faz avançar.

A membrana entre os dedos aumenta a área da pata, o que aumenta a massa de água deslocada a cada patada e, portanto, a força de reação.

Agora, as alternativas:

Equilíbrio hidrostático e empuxo (B) valem para corpo flutuando em repouso. O lagarto é mais denso que a água e se sustenta pelo movimento, então não há flutuação.
A água não tem atrito desprezível nem a viscosidade facilita a flutuação (C).
Salinidade não é condição necessária (D): esses lagartos correm em água doce.
A tensão superficial sozinha não sustenta um animal desse porte (E). Ela só sustenta insetos leves.

Logo, a afirmação correta é a da componente vertical da reação que equilibra o peso.

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

BAtribui a sustentação a empuxo (Arquimedes), mas o lagarto não flutua; ele se sustenta pela reação das patadas.
CDiz que a água tem atrito desprezível e que isso facilita a flutuação, o que não explica o fenômeno; a sustentação vem da reação às patadas.
DA salinidade não é necessária; a sustentação vem da reação às patadas, também em água doce.
EA tensão superficial não basta para sustentar o peso do lagarto; sem as patadas ele afundaria.

Assunto: Leis de Newton e aplicações.

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