Um caiaque desloca V = 0,20 m³ de água ao ficar totalmente submerso; massa do casco m_casco = 15,0 kg. Use…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Questão
Um caiaque desloca V = 0,20 m³ de água ao ficar totalmente submerso; massa do casco m_casco = 15,0 kg. Use ?_água = 1000 kg/m³ e g = 10 m/s². Calcule (a) força de empuxo F_b = ?·g·V e (b) massa máxima total suportada sem afundar, e (c) carga adicional máxima.
- A) F_b = 1000·10·0,20 = 2000 N ? massa equivalente ˜200 kg. Massa máxima total ˜200 kg; carga adicional ˜200-15 = 185 kg.
- B) F_b = 1000 · 10 · 0,50 = 5000 N
- C) F_b = 1000 · 10 · 0,10 = 1000 N
- D) F_b = 1000 · 5 · 0,20 = 1000 N
- E) Carga adicional é 15 kg, igual à massa do casco.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. O volume submerso é V = 0,20 m³, a densidade da água é 1000 kg/m³ (o símbolo ilegível no enunciado corresponde a esse valor), g = 10 m/s² e a massa do casco é 15,0 kg. Passo 2: Calcule o empuxo pelo princípio de Arquimedes: F_b = densidade da água · g · V = 1000 · 10 · 0,20 = 2000 N (item a). Passo 3: Para o caiaque não afundar, o empuxo máximo deve equilibrar o peso total, ou seja, massa total máxima · g = F_b. Logo, massa total máxima = 2000 / 10 = 200 kg (item b). Passo 4: A carga adicional é a massa total máxima menos a massa do próprio casco: 200 - 15 = 185 kg (item c). Passo 5: Conclusão: a alternativa A está correta e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: B usa volume de 0,50 m³ em vez de 0,20 m³, o que daria empuxo maior; C usa volume de 0,10 m³, metade do dado; D usa g = 5 m/s² em vez de 10 m/s²; E ignora o empuxo e confunde a carga adicional com a massa do casco.
💡 Dica: Calcule a força de empuxo e a massa total suportada.
Alternativa por alternativa
Empuxo F_b = ?gV = 2000 N corresponde a peso máximo 200 kg·g; subtraindo massa do casco (15 kg) sobra 185 kg de carga adicional.
O aluno trocou o volume deslocado de 0,20 m³ por 0,50 m³, lendo ou copiando mal o dado do enunciado.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da força de empuxo, utilizando valores incorretos para a densidade ou o volume, resultando em um cálculo errado.
O aluno usou 0,10 m³ como volume, possivelmente dividindo o volume pela metade ou confundindo o dado, e obteve um empuxo subestimado.
O aluno usou g = 5 m/s² em vez de 10 m/s², aplicando mal o valor fornecido na fórmula do empuxo.
O aluno acredita que a carga adicional equivale à massa do casco, sem relacionar o empuxo com a massa total que o caiaque suporta sem afundar.
Raio-X da questão
força de empuxo
avaliacao
força de empuxo · densidade de fluidos
Revisar os princípios de empuxo e densidade.
O aluno pode confundir a fórmula da força de empuxo, utilizando valores incorretos para a densidade ou o volume, resultando em um cálculo errado.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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