Question

Uma esfera de isopor de volume 2,0 · 102 cm3 encontra-se inicialmente em equilíbrio presa a um fio

inextensível, totalmente imersa na água (figura 1). Cortando-se o fio, a esfera aflora, passando a

flutuar na superfície da água (figura 2).

Sabendo que as massas específicas do isopor e da água valem, respectivamente, 0,60 g/cm3 e 1,0

g/cm3 e que |g| = 10 m/s2

, calcule:

a) a intensidade da força de tração no fio na situação da figura 1;

b) a porcentagem do volume da esfera que permanece imersa na situação da figura 2.​

Answer 1

Resposta:

Explicação:

Primeiro vamos calcular o peso da esfera:

Densidade Bola = 0,6 g/cm³ = 0,6 . 10-³ Kg/m³

P = Densidade . Volume . gravidade

P = 0,6 . 10-³. 2 . 10² . 10 = 1,2 N

Agora veremos o Empuxo da água:

Densidade água = 1g/cm³ = 10-³ Kg/m³

E = Densidade . Volume . gravidade

E = 10-³ . 2. 10² .10 = 2 N

F = E – P = 2 – 1,2 = 0,8 N

Nesta situação o peso é igual ao empuxo, logo temos a seguinte relação:

Densidade da bola . Volume da bola. gravidade = Densidade da água . Volume Submerso . gravidade

Eliminando a gravidade nos dois membros:

Db . Vb = Da .Vs  

0,6. 2 . 10² = 1 . Vs

Vs = 1,2 . 10²=  120 cm³

V% = 120/200 = 0,60 = 60 %