De acordo com o Princípio de Arquimedes, quando um objeto está em repouso em um fluido, uma força vertical e para cima atua sobre o objeto. Essa força denominada Empuxo é exercida pelo fluido e corresponde ao peso do volume do fluido que foi deslocado pelo corpo (Young & Freedman, 2008). Por isso, quando estamos dentro da água temos a sensação de que ficamos mais leves, pois dentro da água o nosso peso aparente é menor do que o nosso peso real. Suponha que o peso de uma determinada amostra composta por um material maciço seja de 22,30 N no ar. Ao suspender a amostra por uma corda ideal de massa desprezível e imergindo a amostra completamente na água e mantendo-a em repouso, a tensão na corda é igual a 16,80 N. Considere a densidade da água como sendo 1000 kg/m3 e a aceleração da gravidade g = 9,81 m/s2. Qual o volume (em m3) e a densidade da amostra (em kg/m3)?
Soluções para a tarefa
Massa Amostra = 22,3/9,81
Massa Amostra = 2,27Kg
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Gravidade = 9,81m/s^2
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Empuxo = Densidade do Flauido * V * Gravidade
22,30 - 16,80 = 1000 * Volume * 9,81
Volume = 5,50/9810
Volume = 0,56x10^-3 M^3
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Volume do corpo = volume do liquido
Densidade do Corpo = Massa/Volume
Densidade do Corpo = 2,27/0,056x10^-3
Densidade do Corpo = 4,05x10^3 Kg/m^3
;)
O volume do corpo é de 5,6. 10⁻⁴m³ a densidade desse corpo é de 4,05. 10³ kg/m³.
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.
Nesse caso, o empuxo somado à tensão na corda equivale a força peso da amostra composta por um material maciço.
T + E = P
16,80 + E = 22,30
E = 5,5 N
Calculando o volume do corpo que equivale ao volume do líquido deslocado.
E = d. Vs. g
5,5 = 1000. Vs. 9,81
Vs = 0,56. 10⁻³ m³
Vs = 5,6. 10⁻⁴ m³
Calculando a densidade do corpo-
d = m/V
P = m.g ⇒ m = P/g
m = 22,30/9,81
m = 2,27 Kg
d = 2,27/ 5,6. 10⁻⁴
d = 0,41. 10²
d = 4,05. 10³ kg/m³
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