A figura a seguir mostra uma caixa cúbica de aresta a= 20 cm e massa M= 10 kg, imersa em água, sendo mantida em equilíbrio por um fio muito leve preso ao teto. determine a tração no fio, em newtons.
a)30
b)25
c)20
d)15
e)10
Soluções para a tarefa
Quando a caixa estiver na água , teremos a força de Empuxo E que é oposto á força peso P.
Ficando a anulação das forças assim :
T+E = P
T=P-E
T=m.g - dA.g.V
T=10.10 - 10³.10.0,2³
T=100-80
T= 20 N
Temos que Empuxo E = densidade água x gravidade x volume da caixa
Volume caixa = aresta³ em metros
Alternativa (c)
Isso estou considerando que na figura a caixa está '' toda imergida '' na água.
Gostaria que mandasse a figura, grato desde já !!
A tração no fio equivale a 20 Newtons.
Segundo o Princípio de Arquimedes, quando um corpo está imerso em um fluido qualquer, ele é submetido a uma força vertical ascendente chamada de empuxo.
O empuxo exercido por um fluido em um corpo submerso pode ser calculado pela seguinte equação -
E = d. Vs. g
Onde,
d= densidade do líquido;
Vs = volume de líquido deslocado;
g = aceleração da gravidade.
Calculando o volume deslocado (igual ao volume do cubo totalmente imerso)-
Vs = a³
Vs = 0,20³
Vs = 0,008 m³
A caixa está em equilíbrio e as forças que atuam sobre a mesma são o empuxo para cima, o peso para baixo e a tração na corda para cima.
T + E - P = 0
T + d. Vs. g - P = 0
T + d. Vs. g - mg = 0
T + 10³. 0,008. 10 - 10. 10 = 0
T + 80 - 100 = 0
T - 20 = 0
T = 20 N
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