Question

Caio levantou com facilidade uma grande pedra do fundo
da água próximo à praia. No entanto, depois que a pedra
foi retirada completamente da água, Caio viu que a pedra
era bem mais pesada (figura). Ele avaliou que a massa da
pedra, nessas circunstâncias, seria cerca de 5 kg e que o
volume seria 3 L. Considere g = 10 m/s e Pau - 1 kg/L.
A) A pedra é realmente mais leve dentro da água?
Explique por que foi mais fácil erguer a pedra dentro
da água do que mantê-la fora da água.
B) Avalie o empuxo sobre a pedra enquanto ela estava
imersa na água.
C) Avalie as forças que Calo fez para tirar a pedra da água
e depois para mantê-la fora da água.

Answer 1

A) A pedra é mais leve dentro da água. Isso ocorre em função do empuxo exercido pela água.

B) O empuxo equivale a 30 Newtons

C) Na água, F = 20 Newtons e fora da água F = 50 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.

No caso em questão temos-

• Vs = 3 litros = 0,003 m³
• densidade da água = 10³ kg/m³
• Gravidade = 10 m/s²

E = 10³. 0,003. 10

E = 30 Newtons

Enquanto a pedra estava na água a força que caio fazia era igua à diferença entre o peso da pedra e o empuxo exercido pela água.

F = P - E

F = 5. 10 - 30

F = 50 - 30

F = 20 Newtons

Para manter a pedra fora da água a força aplicada equivale ao peso da pedra.

F = P

F = 50 Newtons