Question

(Ufrgs) (Empuxo) Quais das afirmação abaixo estão corretas?
I. A força de empuxo sobre um copo maciço de vidro totalmente submerso na água (e cheio de água) é igual à soma das forças de empuxo que sofreriam os cacos deste copo, se ele se quebrasse dentro da água.
II. A força de empuxo que sofre uma canoa de alumínio que flutua sobre a água é maior do que a que sofreria a mesma canoa totalmente submersa na água.
III. A força de empuxo sobre a pedra irregular, totalmente submersa na água, mas suspensa por um cordão, é maior do que a força de empuxo sobre a mesma pedra quando, livre do cordão, está depositada no fundo do recipiente.
(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas I e II.
(D) Apenas I e III.
(E) Apenas II e III.

A resposta é letra C - gostaria que alguém me explicasse.

Answer 1

Vamos lá...

Nomenclaturas:

E = empuxo.
P = peso.

Aplicação:

"AFIRMATIVA 1".

Observe que através da propriedade geral do empuxo, podemos concluir que o mesmo depende único e exclusivamente da densidade do fluído e do volume submerso do corpo, adotando uma aceleração gravitacional constante.

Por isso, após o copo se quebrar dentro da água, teremos diversas forças a serem analisadas. Entretanto, basta pensar que para cada "caco", analisado, teremos as forças verticais peso, para baixo, e empuxo, para cima.

Por fim, o somatório das forças de empuxo de todos esses cacos, quando somados, deve, obrigatoriamente, ser igual ao empuxo do copo momento antes de se quebrar, pois os volumes submersos serão os mesmos, tornando a afirmativa correta.

"AFIRMATIVA 2".

Através dos princípios da hidrodinâmica, torna-se possível analisar essa afirmativa:

Se, E > P (empuxo maior que peso), o corpo flutua.

Se, E = P (empuxo igual a peso), o corpo estará em equilíbrio, portanto, estará no ponto no qual fora abandonado.

Se, E < P (empuxo menor que peso), o corpo afunda.

Perceba que a afirmativa em questão nos informa que a canoa de alumínio flutua, com isso, podemos afirmar que no momento em que a canoa flutua é o momento onde o corpo possui maior empuxo, tornando a afirmativa correta.

"AFIRMATIVA 3".

Nesse caso, devemos analisar que a pedra está totalmente submersa na água nos dois casos: tanto, presa no cordão, quanto livre do mesmo.

Ambas analises(preso e livre do cordão), equivale à mesma pedra, estando no mesmo fluído em uma mesma gravidade, assim, estaremos tratanto de um mesmo volume submerso para uma mesma densidade e gravidade.

Portanto, podemos concluir, que no caso da pedra estar suspensa por um cordão(pela força de tração) não influi na mudança da força de empuxo, pois, estaremos tratando-se de um mesmo corpo e grandezas iguais, tornando a afirmativa incorreta.

Em caso de duvidas, comente.

Espero ter ajudado!