Questão 105 do ENEM 2018 — Ciências da Natureza

Essa questão trata de Hidrostática, mais especificamente da pressão exercida por uma coluna de líquido em repouso.

O enunciado afirma que o vazamento acontece no registro submetido à maior pressão hidrostática. Essa pressão é descrita pelo Teorema de Stevin: $P = d \cdot g \cdot h$

onde:

• $d$ é a densidade da água (a mesma em todo o encanamento);
• $g$ é a aceleração da gravidade (constante);
• $h$ é a profundidade, isto é, o desnível vertical entre a superfície livre da água na caixa-d'água e o ponto considerado.

A pressão total em cada registro seria a soma da pressão atmosférica (que atua sobre a água na caixa) com a pressão hidrostática da coluna de água acima dele. Como a pressão atmosférica, a densidade e a gravidade são iguais para todos os registros, o que diferencia a pressão de um registro para outro é apenas a altura da coluna de água sobre cada um.

Daí vem a ideia central:

Quanto mais baixo o registro estiver em relação ao nível da água na caixa, maior é a coluna de água sobre ele e maior a pressão que ele suporta.

Repare que o comprimento do cano ou o caminho que ele faz até chegar ao registro não importam: o que conta é a diferença de altura (a cota vertical) entre a superfície da água e o registro.

Assim, o registro onde ocorre o vazamento é aquele localizado no ponto de menor cota vertical — ou seja, o mais baixo em relação ao nível da água na caixa. Conforme a figura do encanamento, esse é o registro II, que se encontra na posição mais baixa do sistema. Por estar na maior profundidade, é ele que sofre a maior pressão hidrostática, o que corresponde à alternativa B.