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Questão de Física — Dinâmica — CESPE / CEBRASPE 2025

FísicaDinâmica
Código
ce221665
Banca
CESPE / CEBRASPE
Órgão
UERR
Ano
2025
Nível
Médio
Cargo
Vestibular
Texto 1A7-II

Em determinada sala de um laboratório de física, onde é possível controlar a densidade do ar, são realizados experimentos de queda livre para uma pequena bola de isopor, cuja densidade é de 10 kg/m3 . Nesse ambiente, mediu-se o valor da aceleração da gravidade como sendo g = 9,80 m/s2 , para o caso em que a bola de isopor cai em queda livre em um ambiente em que há vácuo, isto é, quando a densidade de ar da sala é considerada nula. 
Na situação do texto 1A7-II, a intensidade da aceleração da bola de isopor em queda vertical, quando a densidade do ar da sala do laboratório é igual a 1kg ⁄m³ , é dada por
  1. A8,10 m/s²
  2. B8,34 m/s² .
  3. C8,82 m/s² .
  4. D8,91 m/s² .
  5. E9,12 m/s² .
Revelar gabarito e comentário

GabaritoC — 8,82 m/s² .

Comentário gerado por IA. É um apoio ao estudo, ancorado em fontes, mas pode conter imprecisões — confira sempre na fonte oficial (lei, súmula, edital e gabarito da banca). Encontrou um erro? Use “Reportar”.

Queda vertical com empuxo do ar

Gabarito: letra C. A aceleração da bola de isopor, quando o ar tem densidade 1 kg/m³, é de 8,82 m/s², resultado da redução do peso pela força de empuxo: a=g(1−ρarρbola)a = g\left(1 - \frac{\rho_{ar}}{\rho_{bola}}\right). Com g=9,80 m/s2g=9,80\,\text{m/s}^2, ρar=1 kg/m3\rho_{ar}=1\,\text{kg/m}^3 e ρbola=10 kg/m3\rho_{bola}=10\,\text{kg/m}^3, obtém-se a=9,80×0,9=8,82 m/s2a = 9,80 \times 0,9 = 8,82\,\text{m/s}^2.

A força resultante na bola é o peso para baixo menos o empuxo para cima: Fres=mg−ρarVgF_{res} = mg - \rho_{ar} V g. O volume V=m/ρbolaV = m/\rho_{bola}, então Fres=mg−ρar(m/ρbola)g=mg(1−ρarρbola)F_{res} = mg - \rho_{ar} (m/\rho_{bola}) g = mg\left(1 - \frac{\rho_{ar}}{\rho_{bola}}\right). Pela segunda lei de Newton, Fres=maF_{res} = ma, logo a=g(1−ρarρbola)a = g\left(1 - \frac{\rho_{ar}}{\rho_{bola}}\right).

Alternativa A — ❌ Incorreta

8,10 m/s². Esse valor não corresponde ao cálculo correto. Provável erro: uso de fator 0,83 ou confusão com outra relação.

Alternativa B — ❌ Incorreta

8,34 m/s². Também não é o resultado.

Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO

8,82 m/s². Exato resultado do cálculo.

Alternativa D — ❌ Incorreta

8,91 m/s². Próximo, mas não exato.

Alternativa E — ❌ Incorreta

9,12 m/s². Esse valor seria se o fator de redução fosse menor (ex: 0,93).

PEGA ESSA DICA!

Em problemas de queda vertical com empuxo, lembre-se de que a aceleração é a=g(1−ρfluidoρcorpo)a = g \left(1 - \frac{\rho_{\text{fluido}}}{\rho_{\text{corpo}}}\right). Essa expressão já considera o volume e a densidade. Aplique sempre que a resistência do ar for desprezada e apenas o empuxo atuar.

Gabarito: letra C.

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