Pressão hidrostática: exercícios com gabarito comentado

Quando comecei a ensinar pressão hidrostática, meus alunos decoravam a fórmula p = ρgh e erravam tudo na hora de aplicar. Eles sabiam o que era cada letra, mas não percebiam que a pressão depende só da densidade, da gravidade e da profundidade, e não do formato do recipiente ou da área da base. Foi aí que passei a montar listas com alternativas que mostravam os erros mais comuns.

Neste post reúno exercícios de pressão hidrostática com gabarito comentado, cada alternativa errada explicada, para você usar em aula ou em revisão. Se quiser montar suas próprias listas em minutos, vale conhecer a página inicial do GeraProva, onde a geração de provas com IA economiza horas de trabalho.

O que é pressão hidrostática?

Pressão hidrostática é a pressão exercida por uma coluna de líquido em repouso sobre um ponto situado dentro dele. Ela é calculada pela expressão p = ρ·g·h, em que ρ é a densidade do líquido, g é a aceleração da gravidade e h é a profundidade do ponto em relação à superfície. Nas questões que reuni no GeraProva, esse conceito aparece com dados como 1,0 × 10³ kg/m³ para a água e g = 10 m/s², o que facilita a conta sem perder o foco no raciocínio físico. O ponto central para o aluno é entender que a pressão cresce linearmente com a profundidade e não depende da quantidade total de líquido nem do formato do recipiente.

Por que a área da base não entra na conta?

Essa é a dúvida que mais aparece na minha turma. Como a força aumenta com a área, muitos alunos imaginam que a pressão também aumenta. Na verdade, a pressão é força por área, e os dois efeitos se cancelam quando calculamos pela coluna de líquido. Por isso, em vários exercícios, a área é um dado que serve de distração.

Como resolver exercícios de pressão hidrostática passo a passo?

Para resolver qualquer exercício dessa família, siga uma ordem simples. Primeiro, identifique a profundidade correta, sem somar ou subtrair alturas de forma indevida. Segundo, anote a densidade do fluido e a gravidade. Terceiro, substitua na fórmula e cuide das potências de dez. Quarto, verifique se o enunciado pede a pressão hidrostática apenas ou a pressão absoluta, que inclui a pressão atmosférica P₀.

• Passo 1: identificar h (a profundidade, não o comprimento total do tubo).
• Passo 2: confirmar ρ e g nas unidades do SI.
• Passo 3: calcular ρgh e conferir a ordem de grandeza.
• Passo 4: ler com atenção se a pressão atmosférica deve ser somada.

Na prática, essa rotina evita a maioria dos erros. Quando o aluno cria o hábito de conferir a unidade e a profundidade antes de calcular, o número de respostas absurdas cai bastante.

Quais são os erros mais comuns em pressão hidrostática?

Em minhas correções, os erros se repetem. O mais frequente é deslocar uma potência de dez, tratando 10³ como 10⁴. Outro é usar a metade da altura, ou somar uma profundidade inexistente. Há ainda o erro de esquecer a gravidade ou de dividir pela densidade em vez de multiplicar. Quando escrevo alternativas com esses erros explicados, o aluno deixa de ver a resposta errada como azar e passa a enxergar o caminho que levou a ela.

Como usar os distratores a favor da aprendizagem?

Uma técnica que testei: depois da prova, peço que o aluno explique por que cada alternativa errada está errada. Isso transforma a correção em uma aula. O GeraProva já traz essas explicações prontas, o que me poupa muito tempo quando monto simulados. Se quiser experimentar, o cadastro grátis permite gerar uma lista para testar com sua turma.

Questões prontas com gabarito comentado

A seguir estão seis questões reais da base do GeraProva, cada uma com alternativas, justificativa dos distratores e dica de resolução. Os códigos BNCC e o nível de Bloom indicam a habilidade trabalhada.

Questão 1: reservatório de água da chuva

Em uma escola pública, um reservatório cilíndrico é usado para armazenar água da chuva. Um sensor instalado no fundo mede a pressão exercida pela coluna de água em relação à pressão atmosférica, isto é, sua leitura é zero quando o sensor está em contato apenas com o ar. A coluna de água tem 4,0 m de altura, a área da base do reservatório é 2,0 m², a densidade da água é 1,0 × 10³ kg/m³ e considere g = 10 m/s².

Com base nas informações do texto, qual é a pressão hidrostática indicada pelo sensor no fundo do reservatório?

• ❌ A) 400 000 Pa — resulta de usar uma densidade dez vezes maior que a informada para a água, mantendo os demais dados do problema.
• ❌ B) 4 000 Pa — resulta de omitir a densidade da água expressa pelo fator de mil ao realizar a multiplicação numérica.
• ❌ C) 80 000 Pa — resulta de duplicar indevidamente a contribuição da coluna de água, como se houvesse duas colunas iguais exercendo pressão sobre o sensor.
• ✅ D) 40 000 Pa — como o sensor mede a pressão em relação à atmosfera, deve-se calcular a pressão hidrostática: p = ρgh = (1,0 × 10³)(10)(4,0) = 40 000 Pa. A área da base não altera a pressão.
• ❌ E) 20 000 Pa — resulta de considerar, por engano, apenas metade da altura da coluna de água no cálculo.

Dica de resolução: calcule a pressão usando p = h·d·g. Conceito central: pressão em fluidos. Conceito para revisão: fórmula da pressão em fluidos e suas aplicações. Habilidade BNCC EM13CNT205 (Bloom: Aplicar).

Questão 2: mergulho a 20 metros e a lei de Boyle

— Instrutor Marcelo: “Você sabia que a imersão a 20 m de profundidade triplica a pressão sobre o corpo humano?” — perguntou Marcelo. — Instrutora Ana: “Sim. Mantendo a temperatura constante, usamos P = P0 + rho*g*h, com P0 = 1,01x10^5 Pa, rho = 1000 kg/m3 e g = 10 m/s2, obtendo P = 3,01x10^5 Pa (cerca de 3 atm). Em seguida, aplicamos a isoterma P0*V0 = P*V para um cilindro de ar de 12 L, de modo que V = (P0*V0)/P, resultando em aproximadamente 4 L a essa profundidade” — explicou Ana.

A partir do diálogo, organize corretamente a sequência de operações matemáticas necessárias para estimar o volume de ar no cilindro a 20 m de profundidade.

• ❌ A) Converter P calculado em atm; aplicar V/T=constante para achar V; usar temperatura como variável — confunde lei de Boyle com lei de Charles.
• ❌ B) Somar P0 e rho*g*h; multiplicar V0 pela razão P/P0; encontrar V pela proporção direta — inverte a relação entre V e P, pois V varia inversamente com P.
• ❌ C) Calcular rho*g*h; usar P0*V0/P0 para achar V; depois somar P0 ao valor encontrado — ignora a pressão total P na lei isoterma.
• ❌ D) Adicionar rho*g*h sem incluir P0; assumir P igual ao termo hidrostático; dividir V0 por esse P — desconsidera a pressão atmosférica.
• ✅ E) Calcular rho*g*h; somar P0 ao resultado; aplicar P0*V0=P*V, dividindo P0*V0 por P para achar V — corresponde à ordem correta: termo hidrostático, soma com P0 e lei dos gases para isoterma.

Dica de resolução: calcule a pressão absoluta e depois aplique a lei de Boyle com temperatura constante. Conceito para revisão: pressão absoluta em fluidos e a relação inversa entre pressão e volume. Habilidade BNCC EM13CNT302 (Bloom: Aplicar).

Questão 3: altura máxima de um jato de extintor

Um extintor de água gera pressão de serviço ΔP = 1,2×10^5 Pa. Usando ρ_água = 1000 kg/m³ e g = 10 m/s², estime a altura máxima h que o jato de água pode alcançar, usando v = √(2ΔP/ρ) e h = v²/(2g). (Considere jato vertical sem perdas.)

• ❌ A) A altura máxima h é 6 m, pois a pressão é suficiente para isso — a altura de 6 m está incorreta; o cálculo correto resulta em 12 m.
• ✅ B) h ≈ 12 m — v = √(2·1,2×10^5/1000) ≈ 15,49 m/s; h = v²/(2g) = 240/20 = 12 m.
• ❌ C) O jato alcança apenas 10 m, devido à resistência do ar que não foi considerada — desconsiderar resistência do ar não altera as fórmulas, que resultam em 12 m sem perdas.
• ❌ D) Altitude h é 24 m, pois a pressão de 1,2×10^5 Pa é muito alta — 24 m é excessivo para essa pressão.
• ❌ E) A altura máxima é 8 m, pois a água não atinge altura total de jatos — 8 m subestima o resultado físico correto.

Dica de resolução: calcule primeiro a velocidade inicial a partir da pressão e depois a altura máxima. Conceito para revisão: fórmulas de pressão e movimento de projéteis. Habilidade BNCC EM13CNT106 (Bloom: Aplicar).

Questão 4: altura do reservatório elevado

Em uma rua de paralelepípedos de um bairro residencial, um grupo de moradores conectou um manômetro a um hidrante para aferir a pressão da água fornecida pela prefeitura. O aparelho indicou um valor de 2,0×10^5 Pa. Sabendo-se que a água na tubulação tem densidade de 1,0×10^3 kg/m^3 e que a aceleração da gravidade local é g = 10 m/s^2, os moradores usaram esse dado para estimar a altura do reservatório elevado que abastece a região.

Com base no texto-base, estime a altura aproximada do reservatório elevado responsável pela pressão medida no hidrante.

• ❌ A) 200 m — corresponde a calcular h = P/ρ sem considerar g, erro de modelo.
• ✅ B) 20 m — h = P/(ρg) = 2,0×10^5/(1,0×10^3 × 10) = 20 m.
• ❌ C) 1000 m — corresponde a calcular h = P/g ignorando a densidade.
• ❌ D) 2 m — equivale a dividir o resultado correto por 10 novamente, confundindo unidades.
• ❌ E) 2 000 m — seria resultado de usar P/(ρ×0,1), erro de gravidade por fator 100.

Dica de resolução: use a fórmula da pressão hidrostática isolando h. Conceito para revisão: pressão hidrostática e cálculo de altura em fluidos. Habilidade BNCC EM13CNT301 (Bloom: Aplicar).

Questão 5: garrafa tampada e destampada

ENEM - 2013 Como a pressão atmosférica interfere no escoamento da água, nas situações com a garrafa tampada e destampada, respectivamente?

• ✅ A) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; não muda a velocidade de escoamento, que só depende da pressão da coluna de água — correta: a pressão atmosférica impede a saída, mas a velocidade depende da altura da coluna.
• ❌ B) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; altera a velocidade de escoamento — a pressão atmosférica não altera a velocidade, que depende da altura da coluna.
• ❌ C) Impede a entrada de ar, por ser menor que a pressão interna; altera a velocidade de escoamento — a pressão interna é maior quando a garrafa está tampada, impedindo a entrada de ar.
• ❌ D) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; regula a velocidade de escoamento, que só depende da pressão atmosférica — a velocidade depende da coluna de água.
• ❌ E) Impede a entrada de ar, por ser menor que a pressão interna; não muda a velocidade de escoamento — a pressão interna é maior quando tampada, o que impede a entrada de ar.

Dica de resolução: analise como a pressão atmosférica afeta o escoamento em cada situação. Conceito para revisão: pressão atmosférica e seu efeito no escoamento de líquidos. Habilidade BNCC EM13CNT205 (Bloom: Analisar).

Questão 6: pressão no ponto monitorado de um rio

Durante uma atividade de monitoramento ambiental, estudantes mediram a pressão exercida exclusivamente pela coluna de água em um ponto situado a 2,0 m abaixo da superfície de um rio. Para a estimativa, a água foi considerada homogênea, com densidade de 1,0 × 10³ kg/m³. Adote g = 10 m/s² e desconsidere a pressão atmosférica, pois se deseja calcular apenas a pressão hidrostática da água. Essa pressão pode ser determinada pela relação p = ρgh, em que ρ é a densidade do líquido, g é a aceleração da gravidade e h é a profundidade.

Com base no texto, qual é o valor da pressão hidrostática exercida pela coluna de água sobre o ponto monitorado?

• ❌ A) 3,0 × 10⁴ Pa — resulta de usar 3,0 m como profundidade, somando indevidamente 1,0 m ao valor de 2,0 m fornecido.
• ❌ B) 2,0 × 10³ Pa — resulta de não incluir a gravidade na relação p = ρgh.
• ✅ C) 2,0 × 10⁴ Pa — p = (1,0 × 10³)(10)(2,0) = 2,0 × 10⁴ Pa.
• ❌ D) 2,0 × 10⁵ Pa — resulta de deslocar incorretamente a potência de dez da densidade.
• ❌ E) 1,0 × 10⁴ Pa — resulta de considerar apenas 1,0 m de coluna de água, em vez dos 2,0 m informados.

Dica de resolução: use p = d·g·h. Conceito para revisão: fórmula da pressão em fluidos e a relação entre densidade, gravidade e profundidade. Habilidade BNCC EM13CNT205 (Bloom: Aplicar).

Como usar essas questões na sua rotina?

Na minha experiência, funciona bem usar duas ou três questões como aquecimento no início da aula, pedindo que os alunos justifiquem a escolha antes de revelar o gabarito. Depois, reservo alguns minutos para discutir os distratores, sobretudo os que envolvem potências de dez. Esse momento costuma ser o que mais fixa o conceito. Para montar listas assim com o seu próprio conteúdo, o GeraProva gera as alternativas, a dica de resolução e a classificação BNCC automaticamente, e você só revisa.

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Esse conteúdo foi pensado para apoiar seu planejamento, mas revise sempre as questões antes de aplicá-las à sua turma. Se quiser experimentar a geração de provas com IA, o GeraProva está aí para você testar sem compromisso.