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Exercícios Resolvidos de Empuxo

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Enunciado

UFRJ – Física 2 2019.2 – Segunda Chamada (ME) – Questão 1

Dois blocos de mesma massa 500 g , porém de materiais diferentes, chumbo ( P b ) e alumínio ( A l ), estão cobertos de água, cada um suspenso por um fio, acima do fundo de um aquário e ambos completamente submersos. Assinale a afirmação correta, sabendo que ρ P b > ρ A l .

  1. A tensão no fio que sustenta o bloco de chumbo é maior que a tensão no fio que sustenta o bloco de alumínio porque o empuxo sobre ele é menor.
  2. A tensão no fio que sustenta o bloco de chumbo é menor que a tensão no fio que sustenta o bloco de alumínio porque o empuxo sobre ele é maior.
  3. A tensão no fio que sustenta o bloco de chumbo é igual a tensão no fio que sustenta o bloco de alumínio.
  4. A tensão no fio que sustenta o bloco de chumbo é maior que a tensão no fio que sustenta o bloco de alumínio porque seu peso é maior.

Passo 1

Fala galera, tudo bem? Vou ajudar você a resolver essa questão! Vamos lá?

Sabemos que a densidade é dada pela massa do objeto sobre o volume.

ρ = m V

m = ρ V

Como a densidade do chumbo é maior, o volume do bloco de chumbo vai ser menor que o de alumínio, porque eles têm a mesma massa. Então:

ρ P b > ρ A l

V P b < V A l

E a fórmula do empuxo é:

E = ρ f l u i d o V s u b m e r s o g

Como os dois blocos estão totalmente submersos, o volume submerso do chumbo é menor que o do alumínio e, por isso, o empuxo no chumbo também vai ser menor que no alumínio.

Então:

E A l > E P b

Passo 2

As massas desses dois blocos são iguais, logo o peso deles é igual:

P P b = P A l

Passo 3

A partir disso, vamos fazer um balanço das forças que estão agindo sobre cada um desses blocos. Para cima temos a tensão T e o empuxo E . Para baixo temos apenas o peso P . E, como eles estão em equilíbrio e submersos, podemos dizer que as forças que apontam pra cima são iguais às forças que apontam para baixo, certo?

E + T = P

Mas olha só: o peso deles é igual e o empuxo do chumbo é menor do que do alumínio, isso significa que a tensão no fio que segura o chumbo deve ser maior, pois tem menos ‘ajuda’ do empuxo, certo?

Então concluímos que a tensão no fio que sustenta o bloco de chumbo é maior, pois seu empuxo é menor. Alternativa (a). =)

Beleza?

Pronto pra próxima questão? =)

Resposta

Alternativa (a).

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