Question

1)Considere um objeto de volume 2.10-2 m3 mantido em equilíbrio, imerso em um líquido cuja densidade é 790 kg/m3 e suspenso por um fio ideal. Calcule o módulo do empuxo. Dados: g= 10 m/s2. R: 2) Uma esfera de volume 5 m3 está imersa em água e em equilíbrio. Determine o módulo do empuxo sobre a esfera. Dados: densidade da água: 1000 kg/m3; g= 10 m/s2. 3) Sobre um corpo em equilíbrio vertical, atuam duas forças de mesmo módulo e direção: peso e empuxo. Diante desta afirmação, podemos dizer que um navio flutua por quê?

Answer 1

Em um corpo imerso em agua atuam duas forças, o peso do corpo, dado por P=m.g e o empuxo força exercida no corpo de baixo para cima pela agua.

Nesse caso especifico atua uma terceira força que a tração no fio, que tem o intuito de sustentar o corpo para que não desça ao fundo do recipiente.

Então sabemos que o Empuxo atua empurrando o corpo para cima, a tração tem tendencia de manter o corpo suspenso, então também atua para cima, e o peso atua puxando o corpo para baixo.

Concluímos que para que o corpo esteja em equilíbrio tais forças tem que se anular.

O empuxo mais a tração será igual ao peso.

E+T=P

No entanto, a questão pede apenas o empuxo, não necessitando calcular a tração ou o peso.

Mas é importante ter esse conteúdo em mente.

O empuxo é dado por E=df . g . v

Onde, df= densidade do fluido

g= gravidade

v= volume do líquido deslocado; (uma vez que o objeto esteja totalmente imerso o volume do objeto é igual ao volume deslocado.)

1-

Informações:

Volume do objeto = 2.10⁻² m³

Gravidade= 10m/s²

Densidade de fluido:  790 kg/ m³

(todos valores em negrito foram posto na mesma medida do sistema internacional para os cálculos)

- Descobriremos o empuxo:

$E= d_f \times g \times V\\E= 790 \times 10 \times 2.10^{-2} \\E=158N$

2 -

Volume do objeto = 5 m³

Gravidade= 10m/s²

Densidade de fluido:  1000 kg/ m³

$E= d_f \times g \times V\\E= 1000 \times 10 \times 5 \\E=50000N\\E=5.10^{5} N$

3-

Porque ele encontra-se em equilíbrio, seu peso é igual ao empuxo.

Isso é possível devido a parte oca que possui, o que faz com que sua densidade, seja menor que a densidade da agua.