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NaturezaFísicaFácil

Questão 124ENEM 2025Caderno amarelo · 2º Dia

A laje de um depósito de bebidas tem 50 m² de área útil de armazenamento e foi projetada para suportar pressões de até 10⁴ Pa. O gerente do estabelecimento pretende armazenar um produto cuja densidade é 1 250 kg/m³. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².

A altura máxima, em metro, de empilhamento do produto que essa laje é capaz de suportar é

Alternativas

Resolução

📋 Ficha da Questão

  • 📚 Matérias Necessárias: Física → Pressão; pressão hidrostática; mecânica dos fluidos
  • ⚡ Nível: Fácil — aplicação direta da fórmula de pressão hidrostática com dados fornecidos
  • 🎯 Tema/Habilidade BNCC: Hidrostática; pressão; mecânica dos fluidos; aplicações em engenharia
  • 🏆 Gabarito: C — revelado após resolução completa

🔎 Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

  • Comando reformulado: "Qual a altura máxima de empilhamento de produto de densidade 1.250 kg/m³ em uma laje que suporta até 10⁴ Pa?"
  • Palavras-chave decisivas: pressão máxima, densidade, altura máxima de empilhamento
  • Armadilha típica: Usar a fórmula P = F/A em vez de P = ρgh; ou esquecer de usar g = 10 m/s²
  • O que a resposta precisa demonstrar: Aplicar a fórmula P = ρ·g·h e isolar h

📚 Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

  • Pressão hidrostática (ou de coluna): P = ρ·g·h, onde ρ é a densidade do fluido/material, g é a aceleração gravitacional e h é a altura da coluna
  • Unidades: Pressão em Pa = N/m²; ρ em kg/m³; g em m/s²; h em m
  • Isolamento de variável: h = P / (ρ·g)

🧭 Passo 3 — Decodificação do Enunciado

  • Evidência 1: "pressões de até 10⁴ Pa" → P_máx = 10.000 Pa
  • Evidência 2: "densidade de 1.250 kg/m³" → ρ = 1.250 kg/m³
  • Síntese: Aplicar P = ρ·g·h para encontrar h_máx = P/(ρ·g)

🧠 Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Identificar os dados

  • P_máx = 10⁴ Pa = 10.000 Pa
  • ρ = 1.250 kg/m³
  • g = 10 m/s² (padrão ENEM)
  • h = ?

Subpasso 4.2 — Aplicar a fórmula P = ρ·g·h

h = P / (ρ·g)

h = 10.000 / (1.250 × 10)

h = 10.000 / 12.500

h = 0,80 m

Subpasso 4.3 — Verificação P = 1.250 × 10 × 0,80 = 1.250 × 8 = 10.000 Pa = 10⁴ Pa ✓

A altura máxima de empilhamento é 0,80 m.

✅❌ Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) 0,16 m. ❌ Incorreta: Resultaria em P = 1.250 × 10 × 0,16 = 2.000 Pa — muito menor que 10⁴ Pa; provável erro de cálculo ao usar g = 50 ou errar operação

B) 0,50 m. ❌ Incorreta: P = 1.250 × 10 × 0,50 = 6.250 Pa; não atinge 10⁴ Pa; erro provável ao usar ρ diferente

C) 0,80 m. ✅ Correta: P = 1.250 × 10 × 0,80 = 10.000 Pa = 10⁴ Pa; resultado exato pela fórmula P = ρgh

D) 1,60 m. ❌ Incorreta: P = 1.250 × 10 × 1,60 = 20.000 Pa = 2×10⁴ Pa; ultrapassa o limite da laje; provável erro de não dividir por 2

E) 8,00 m. ❌ Incorreta: P = 1.250 × 10 × 8 = 100.000 Pa = 10⁵ Pa; dez vezes o limite; possível erro de usar P = 10⁵ ou não converter unidades

🏆 Gabarito: C — Aplicando h = P/(ρ·g) = 10.000/(1.250 × 10) = 0,80 m, que é a altura máxima que não ultrapassa a pressão limite de 10⁴ Pa.

🏁 Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

  • Reafirmação do gabarito: C é a única resposta porque é o único valor que, substituído em P = ρgh, fornece exatamente 10⁴ Pa
  • Padrão de cobrança: Questões de pressão com P = ρgh são frequentes no ENEM; geralmente fornecem dois dos três parâmetros e pedem o terceiro
  • Generalização: P = ρgh — sempre identifique quais dos três parâmetros estão dados e isole o que está sendo pedido
  • Dica de eliminação rápida: Calcule rapidamente: 1.250 × 10 = 12.500; 10.000 ÷ 12.500 = 0,8; confirmado em segundos
  • Conexões com outros temas: Pressão em fluidos; empuxo e princípio de Arquimedes; pressão atmosférica; vasos comunicantes

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