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Mapa de questões · 2º dia
NaturezaFísicaDifícil

Questão 106ENEM 2020Caderno azul · 2º Dia

Um mergulhador fica preso ao explorar uma caverna no oceano. Dentro da caverna formou-se um bolsão de
ar, como mostrado na figura, onde o mergulhador se abrigou

Durante o resgate, para evitar danos a seu organismo, foi necessário que o mergulhador passasse
por um processo de descompressão antes de retornar à superfície para que seu corpo fi casse novamente sob
pressão atmosférica. O gráfico mostra a relação entre os tempos de descompressão recomendados para
indivíduos nessa situação e a variação de pressão.

Considere que a aceleração da gravidade seja igual a 10 m s−2 e que a densidade da água seja de
ρ = 1 000 kg m−3.

Em minutos, qual é o tempo de descompressão a que o mergulhador deverá ser submetido?

Alternativas

Resolução

Ficha da Questão

  • 📚 Matérias Necessárias: Física → Hidrostática; pressão hidrostática (Stevin); leitura de gráfico
  • ⚡ Nível: Difícil — calcular a variação de pressão e ler o tempo correspondente no gráfico
  • 🎯 Tema/Habilidade BNCC: Aplicar a lei de Stevin e interpretar gráfico para resolver problema real
  • 🏆 Gabarito: revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

  • Comando reformulado: "Qual o tempo de descompressão (no gráfico) para a variação de pressão sofrida pelo mergulhador?"
  • Palavras-chave decisivas: bolsão de ar na caverna, descompressão, g = 10 m/s², ρ = 1000 kg/m³, gráfico tempo × variação de pressão
  • Armadilha típica: Esquecer que a pressão adicional depende da profundidade (Stevin) ou ler mal o gráfico
  • O que a resposta precisa demonstrar: Calcular ΔP = ρ·g·h e usar o gráfico para achar o tempo

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

  • Lei de Stevin: a pressão aumenta com a profundidade: P = P_atm + ρ·g·h
  • Variação de pressão (ΔP): ρ·g·h define quanto a pressão excede a atmosférica no bolsão
  • Gráfico: relaciona a ΔP calculada ao tempo de descompressão recomendado

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

  • Evidência 1: "processo de descompressão antes de retornar à pressão atmosférica" → a ΔP sofrida define o tempo
  • Evidência 2: dados g, ρ e a profundidade da figura → ΔP = ρ·g·h
  • Síntese: com a ΔP calculada, lê-se no gráfico o tempo correspondente

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Calcular a variação de pressão

ΔP = ρ·g·h, com a profundidade h do bolsão indicada na figura (ρ = 1000, g = 10).

Subpasso 4.2 — Ler o gráfico

Com o valor de ΔP, localiza-se no gráfico o tempo de descompressão recomendado.

Subpasso 4.3 — Verificação

O tempo correspondente à ΔP do problema é de 60 minutos → alternativa C (gabarito oficial).

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) 100.Incorreta: tempo maior que o correspondente à ΔP calculada.

B) 80.Incorreta: não corresponde ao ponto do gráfico para a ΔP do problema.

C) 60.Correta: é o tempo de descompressão associado à variação de pressão calculada por Stevin.

D) 40.Incorreta: subestima o tempo para a ΔP dada.

E) 20.Incorreta: tempo muito curto para a variação de pressão sofrida.

🏆 Gabarito: C — A variação de pressão (ρ·g·h) corresponde, no gráfico, a um tempo de descompressão de 60 minutos.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

  • Reafirmação do gabarito: ΔP por Stevin + leitura do gráfico levam a 60 min.
  • Padrão de cobrança: o ENEM combina lei de Stevin com interpretação de gráfico.
  • Generalização: pressão hidrostática cresce linearmente com a profundidade (ρ·g·h).
  • Dica de eliminação rápida: calcule a ΔP e leve ao gráfico; não chute o tempo diretamente.
  • Conexões com outros temas: empuxo; pressão atmosférica; mergulho e fisiologia.

> 📸 Observação: a resolução depende da profundidade na figura e da leitura do gráfico. Usa-se ΔP = ρ·g·h e o gabarito oficial (60 min); recomenda-se conferir a figura e o gráfico originais.

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