Um tubo em forma de U de seção transversal uniforme, parcialmente cheio até uma altura h com um determinado líquido, é posto num veículo que viaja com aceleração horizontal, o que resulta numa diferença de altura z do líquido entre os braços do tubo interdistantes de um comprimento L. Sendo desprezível o diâmetro do tubo em relação á L, a aceleração do veículo é dada por

A explicação para essa resposta pode ser encontrada pela análise do equilíbrio de forças que atuam sobre o líquido no tubo em forma de U. Quando o veículo está em movimento, o líquido é submetido a uma força inercial que atua na direção oposta ao movimento do veículo. Essa força inercial pode ser calculada como o produto da massa do líquido pelo valor da aceleração do veículo.

Além disso, há também a força peso do líquido, que atua na direção vertical. No entanto, como o tubo é em forma de U, a força peso não causa nenhum efeito sobre a altura do líquido nos braços do tubo. Isso ocorre porque a força peso é igual em magnitude nos dois braços do tubo, mas oposta em direção.

Portanto, a única força que causa efeito sobre a altura do líquido é a força inercial. Essa força inercial é responsável pela diferença de altura z entre os braços do tubo. Para calcular o valor da aceleração do veículo, devemos igualar a força inercial à força peso do líquido.

O volume do líquido é igual ao produto da área da seção transversal do tubo pela altura h. Como a seção transversal do tubo é uniforme, a área da seção transversal é constante. Além disso, como o diâmetro do tubo é desprezível em relação ao comprimento L, podemos considerar que a área da seção transversal é igual em todos os pontos do tubo.

Com essas informações, podemos calcular a massa do líquido em cada braço do tubo. Em seguida, podemos calcular a força inercial que atua sobre o líquido em cada braço do tubo. Como a força inercial é igual em magnitude nos dois braços do tubo, mas oposta em direção, a força inercial resultante é igual à diferença entre as forças inerciais nos dois braços do tubo.

Finalmente, igualando a força inercial resultante à força peso do líquido, podemos calcular o valor da aceleração do veículo. Depois de alguns passos de cálculo, encontramos que a aceleração do veículo é igual a zg/L, que é a opção E) do gabarito.