UFRJ- Física 2 – P1 2019.2
A figura mostra três recipientes iguais, preenchidos pelo mesmo fluido incompressível até a mesma altura. Em dois deles patinhos diferentes estão flutuando. Marque a resposta que ordena corretamente os recipientes de acordo com o peso total P, em ordem decrescente:
(a)
(b)
(c)
(d)
Passo 1
Vamos calcular o peso total (liquido mais pato, quando houver) em cada situação.
Situação a)
Não tem pato. Então o peso total é só o do liquido.
Podemos escrever a massa do líquido como
Onde é a densidade do liquido e é o volume do recipiente. Lembrando que o fluido e o recipiente são iguais nas três situações.
Dessa forma:
Passo 2
Situação b)
Agora o peso total vai ser
Vamos com calma. O peso do liquido vai ser mais ou menos como fizemos antes,
mas o volume agora vai ser o volume do recipiente menos o volume imerso do pato.
Beleza! E o ? Vamos usar a condição de equilíbrio. Se o pato está em equilíbrio, como o enunciado nos diz, então o seu peso é igual ao empuxo.
Então o peso total dessa situação é:
Show! Já vemos que . Vamos continuar.
Passo 3
Situação c)
Agora o peso total vai ser
Vai ser análogo ao caso anterior. O volume submerso é maior, mas vimos nas contas que o desaparece. Então o peso não depende disso. Dessa forma
e ficamos com
Resposta
Letra c)