Ciências da NaturezaHidrostática e Hidrodinâmica (Pressão, Empuxo e Fluidos)Difícil

Questão de Hidrostática e Hidrodinâmica (Pressão, Empuxo e Fluidos) — ENEM

No futebol, uma cobrança de falta com efeito faz a bola percorrer uma trajetória curva. Esse fenômeno, chamado efeito Magnus, ocorre porque a bola em rotação arrasta uma camada de ar: de um lado, a rotação adiciona velocidade ao escoamento (velocidade do ar + velocidade tangencial da bola); do outro lado, subtrai velocidade. O teorema de Bernoulli para fluido ideal em escoamento horizontal estabelece: P + ½ρv² = constante. Com base nesse princípio, em qual lado a pressão é menor e para qual lado a força resultante empurra a bola?
AA pressão é menor onde a velocidade do ar é menor; a força empurra para o lado de maior velocidade.
BA pressão é igual nos dois lados, pois o ar é simétrico.
CA pressão é menor onde a velocidade do ar é maior (pelo teorema de Bernoulli); a força resultante empurra a bola para o lado de maior velocidade do ar.
DA pressão é maior onde a velocidade do ar é maior, gerando uma força de compressão.
EO efeito não depende da velocidade do ar, mas apenas da rotação da bola.

Gabarito comentado

O teorema de Bernoulli explica não apenas o efeito Magnus, mas também a sustentação aerodinâmica de aeronaves (asa Bernoulli), o funcionamento do atomizador de perfume e o efeito Venturi em carburadores. A condição de fluido ideal (incompressível, sem viscosidade, escoamento estacionário) é uma aproximação — efeitos reais incluem viscosidade e camada-limite.

Resolução passo a passo

Pelo teorema de Bernoulli: P + ½ρv² = cte. Logo, maior v → menor P. No lado em que a rotação da bola e o escoamento do ar somam velocidades, o ar flui mais rápido → pressão menor. No lado oposto, velocidades se opõem → ar mais lento → pressão maior. A diferença de pressão gera uma força de sustentação lateral (força de Magnus) que empurra a bola para o lado de maior velocidade. A alternativa A inverte a direção da força. B ignora o gradiente de velocidade. D inverte a relação de Bernoulli. E nega a base física do fenômeno.

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