ONC · Física

Questões de Hidrostática da ONC

12 questões oficiais da ONC sobre Hidrostática, de 2016 a 2025, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 3 fáceis, 7 médias, 2 difíceis.

Treine Hidrostática com 12 questões da ONC

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6 questões de Hidrostática resolvidas

ONC 2025 · 6º e 7º anos · Questão 1média

Na imagem, pode ser visualizado um homem flutuando nas águas do Mar Morto. Como visto, o homem flutua mesmo com pernas, braços e cabeça fora da água. O Mar Morto fica localizado no Oriente Médio e possui concentração salina que pode chegar a cerca de 10 vezes a concentração em oceanos.

Fonte: Pixabay

A capacidade de carga de um barco corresponde ao peso máximo que esse pode transportar com segurança, sem afundar.

A esse respeito, é possível afirmar que

A
a capacidade de carga de um barco (em toneladas) é maior no Mar Morto que no oceano Atlântico.
B
apenas o uso de materiais sintéticos pode influenciar a capacidade de carga de um barco.
C
a capacidade de carga de um barco (em toneladas) é menor no Mar Morto que no oceano Atlântico.
D
a capacidade de carga de um barco é afetada apenas pelo tipo de material usado em sua construção.
E
a capacidade de carga de um barco é a mesma independentemente do local (oceano, mar ou rio) que esse esteja.

Ver gabarito e resolução

Gabarito: A (elaborado pelo Treinamento 101)

Um barco flutua porque recebe da água um empuxo igual ao peso da água que ele desloca:

E = densidade do líquido × volume submerso × g

O volume que o casco pode afundar sem a água entrar é o mesmo em qualquer lugar. Mas a água do Mar Morto, com muito sal dissolvido, é mais densa que a do oceano. Com o mesmo volume submerso, o empuxo máximo é maior, então o barco aguenta mais carga antes de afundar. É o mesmo motivo de o homem da foto boiar tão alto.

As outras falham: a capacidade depende do líquido, não só do material do barco, e muda de um lugar para outro.

Resposta: A

Dica: quanto mais denso o líquido, menos o corpo precisa afundar para flutuar; no Mar Morto quase ninguém afunda.

Questão 2 · ONC 2024 · 6º e 7º anos · Questão 3média

Avalie a tirinha abaixo.

Fonte da imagem: Humor com ciência. Licença de uso CC BY-NC-ND 3.0 BR

Sobre esta tirinha, um estudante fez as seguintes afirmações:

I. Para que barcos e navios não afundem no mar, como ocorrido na última imagem da tirinha, é importante que sejam construídos em sua maioria com materiais sintéticos. Ou seja, materiais com densidade menor que a da água do mar.

II. A água do mar possui alta concentração de cloreto de sódio. Devido a isso, apresenta densidade maior que a apresentada pela água utilizada para consumo humano.

III. A polaridade apresentada pela água e também sua tensão superficial permitem que materiais de alta densidade, como metais, flutuem.

Está correto o que se afirma em

A
somente I.
B
somente II.
C
I, II e III.
D
I e III.
E
II e III.

Ver gabarito e resolução

Gabarito: B (elaborado pelo Treinamento 101)

Analise cada afirmação:

I. Falsa. Navios são feitos principalmente de aço, mais denso que a água. Eles flutuam pelo formato: o casco é oco, cheio de ar, e desloca um grande volume de água. O que importa é a densidade média do navio (aço + ar), menor que a da água, e não o material ser sintético.
II. Verdadeira. A água do mar tem muito sal dissolvido, principalmente cloreto de sódio, e por isso é mais densa (cerca de 1,03 g/cm³) que a água doce de consumo (cerca de 1,00 g/cm³).
III. Falsa. A tensão superficial consegue sustentar só objetos muito leves e pequenos, como um clipe pousado com cuidado ou um inseto. Um objeto maciço de metal afunda.

Resposta: B (somente II).

Dica: um corpo flutua quando sua densidade média é menor que a do líquido. O formato oco é o segredo dos navios de aço.

ONC 2022 · 6º e 7º anos · Questão 3fácil

Leia o texto abaixo.

A série de televisão Stranger Things é uma das mais assistidas nas plataformas de streaming, reunindo os gêneros de ficção científica, terror, suspense e drama adolescente. Na primeira temporada somos apresentados a uma outra dimensão, um mundo sombrio e aterrorizante chamado de “Mundo Invertido”, onde o personagem Will foi aprisionado. Este fato só é possível porque experimentos realizados pelo governo americano criaram um portal que conecta o “nosso mundo real” e o “Mundo Invertido”. Tais experimentos envolvem os poderes psíquicos da personagem Onze, supostamente preparada para se tornar uma arma na Guerra Fria. Para intensificar os poderes de Onze, os cientistas usavam um tanque de privação sensorial que num dado momento é simulado pelos personagens com a intenção de buscar Will no Mundo Invertido. Desse modo, o tanque é substituído por uma pequena piscina onde Onze flutua com os olhos vendados (veja imagem abaixo).

Fonte: NetFlix.

Na preparação da piscina é colocado uma grande quantidade de sal na água e o personagem Dustin testa a flutuabilidade de um ovo, à medida que mais sal é colocado. Ele indica que a mistura está pronta quando o ovo flutua logo acima da superfície. Sobre o que foi descrito e a partir dos seus conhecimentos, assinale a alternativa correta sobre a flutuabilidade na piscina do seriado citado.

A
O efeito de flutuar livremente na água ocorre devido à troca de íons da solução na piscina e as células do corpo da personagem.
B
O teste de flutuabilidade utilizando o ovo indica que este tem densidade menor do que a solução preparada na piscina.
C
A personagem flutua livremente na água devido à menor densidade do seu corpo em relação à mistura preparada na piscina.
D
Os personagens dissolveram o sal na água pois a reação decorrente gera energia para segurar o corpo da personagem, fazendo-a flutuar.
E
Pode-se afirmar, com certeza, que a mistura preparada na piscina possui uma densidade menor do que aquela da água pura.

Ver gabarito e resolução

Gabarito: C

Um corpo flutua quando sua densidade é menor que a do líquido. Ao dissolver muito sal, a densidade da água aumenta e passa a ser maior que a do corpo de Onze, que então flutua com facilidade (como no Mar Morto).

O ovo funciona como "medidor": ele afunda em água pura e passa a flutuar quando a solução fica mais densa que ele.

Resposta: C.

Por que as outras atraem: a B descreve bem o ovo (que flutua por ser menos denso que a solução), mas não explica por que a personagem flutua, que é o que a questão pergunta;a mistura salgada é mais densa que a água pura (E); dissolver sal não é reação que gera energia (D) nem envolve troca de íons com as células (A).

Dica: dissolver soluto aumenta a densidade da água e, com ela, o empuxo sobre o mesmo volume submerso.

Questão 4 · ONC 2020 · 8º e 9º anos · Questão 1média

Aneurisma é um aumento do diâmetro de um vaso sanguíneo em decorrência do enfraquecimento anormal no tecido muscular que compõe e mantém a integridade dos vasos. Conforme mostra a figura abaixo, o aneurisma aparece como um pequeno balão no vaso sanguíneo que produz 30% de vítimas fatais em caso de rompimento. Caso o aneurisma esteja localizado na artéria aorta abdominal (aquela que leva sangue oxigenado do coração aos órgãos abdominais e membros inferiores) a taxa de mortalidade cresce para 85% a 90% caso este seja rompido.

Dentro das artérias, o sangue possui uma pressão média de 13% a 23% mais alta que a pressão externa. O grande problema do aneurisma é que ele corresponde a um aumento na área por onde o sangue passa. No trecho da artéria onde existe o aneurisma, a área por onde o sangue passa é inversamente proporcional à velocidade do sangue e a velocidade do sangue é inversamente proporcional à pressão sanguínea. Portanto, no aneurisma, a pressão sanguínea fica significativamente maior que a pressão externa à artéria, exigindo mais esforço do tecido muscular que, nessas condições, já está enfraquecido.

Fonte: https://www.tuasaude.com/aneurisma-da-aorta/

Digamos que o diâmetro da aorta abdominal de uma pessoa é 2,00 cm e ela possui um aneurisma cujo diâmetro é 2,80 cm. Qual é o aumento percentual da pressão sanguínea no aneurisma? Caso precise, use π = 3.

A
40%
B
68%
C
75%
D
85%
E
96%

Ver gabarito e resolução

Gabarito: E

Siga as proporções que o próprio texto dá:

a área é inversamente proporcional à velocidade;
a velocidade é inversamente proporcional à pressão.

Duas proporções inversas seguidas dão uma direta: a pressão é diretamente proporcional à área. Se a área aumenta x%, a pressão aumenta x%.

1. Razão entre as áreas. A área da seção é π × d² ÷ 4, então a razão só depende do quadrado dos diâmetros (o π se cancela):

A_aneurisma ÷ A_aorta = (2,80 ÷ 2,00)² = 1,4² = 1,96

2. Aumento da pressão. A pressão também fica multiplicada por 1,96, um aumento de 96%.

Resposta: E (96%).

Por que as outras atraem: 40% é o aumento do diâmetro, sem elevar ao quadrado; quem calcula com raio e π e erra a conta cai em 68% ou 75%.

Dica: área cresce com o quadrado da medida linear: diâmetro 1,4 vez maior dá área 1,96 vez maior.

Questão 5 · ONC 2019 · 1º ano do ensino médio · Questão 13difícil

Ao nível do mar, a densidade do ar mede 1,2 kg/m³, a pressão atmosférica mede 101.325 Pa e a aceleração da gravidade mede 9,8 m/s². O lugar de maior altitude da crosta terrestre é o pico do monte Everest com 8.848 metros acima do nível do mar. Com base no princípio de Stevin, podemos afirmar que a altura da atmosfera é:

A
menor que a do Everest porque, com o aumento da altitude, a densidade do ar diminui na mesma proporção que a aceleração da gravidade.
B
maior que a do Everest porque, com o aumento da altitude, a densidade do ar diminui e a aceleração da gravidade permanece constante.
C
menor que a do Everest porque, com o aumento da altitude, a densidade do ar aumenta e a aceleração da gravidade permanece constante.
D
maior que a do Everest porque, com o aumento da altitude, a densidade do ar diminui mais do que a aceleração da gravidade.

Ver gabarito e resolução

Gabarito: D

Pelo princípio de Stevin, a pressão no fundo de um fluido de densidade constante é p = d · g · h. Se o ar tivesse a mesma densidade do nível do mar em toda a altura, a altura da atmosfera seria:

h = p ÷ (d · g) = 101.325 ÷ (1,2 × 9,8) = 101.325 ÷ 11,76 ≈ 8.600 m

Isso daria uma atmosfera mais baixa que o Everest (8.848 m), o que é absurdo: há ar no topo da montanha.

O que falha nessa conta é supor d e g constantes. Subindo, as duas grandezas diminuem, mas de modos bem diferentes:

a densidade do ar cai muito: o ar fica rarefeito (por volta de 5 a 6 km de altitude ela já é cerca de metade da do nível do mar);
a gravidade quase não muda: alguns quilômetros são pouco perto dos 6.400 km do raio da Terra, e g varia menos de 1%.

Como a pressão diminui, a cada metro subido, d · g, e esse produto fica cada vez menor (principalmente por causa da densidade), a coluna de ar precisa ser bem mais alta que 8.600 m para somar os 101.325 Pa. A atmosfera é maior que o Everest porque a densidade diminui muito mais do que a gravidade.

Resposta: D

Por que a B atrai: ela também diz "maior", mas afirma que a gravidade permanece constante, o que não é verdade: g também diminui com a altitude, só que muito menos que a densidade.

Dica: p = d · g · h vale para fluido de densidade constante; para o ar, use-o como estimativa e lembre que o ar fica rarefeito com a altura.

Questão 6 · ONC 2017 · 1º ano do ensino médio · Questão 5fácil

A Laguna Cejar, no deserto do Atacama, Chile, fica a 2.300 metros acima do nível do mar. A água dessa laguna apresenta uma temperatura média de 15ºC e diferentes tipos de sais dissolvidos, resultando em uma salinidade muito maior que as dos oceanos. Lá uma pessoa não consegue afundar seu corpo.

Em relação a esse local, é correto afirmar que a

A
densidade da água da laguna é muito alta.
B
densidade do corpo humano igual à densidade da água da laguna.
C
densidade do corpo humano é maior que a densidade da água da laguna.
D
alta salinidade é causada principalmente pela temperatura média na laguna.

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Gabarito: A

Um corpo afunda quando é mais denso que o líquido e flutua quando é menos denso. Se na Laguna Cejar ninguém consegue afundar, a densidade da água da laguna é maior que a do corpo humano. Isso acontece porque a água tem uma quantidade enorme de sais dissolvidos, que aumentam muito a sua massa por litro (como no Mar Morto).

B: se as densidades fossem iguais, a pessoa ficaria em equilíbrio em qualquer profundidade, totalmente submersa, e não boiaria.
C: com o corpo mais denso, a pessoa afundaria.
D: a salinidade alta vem da evaporação intensa no deserto e dos sais das rochas da região, não da temperatura média da água (15 °C, que nem é alta).

Resposta: A.

Dica: compare densidades: corpo menos denso que o líquido flutua, mais denso afunda. Água salgada é mais densa que água doce, por isso se boia melhor no mar.