1. Uma esfera sólida de feita de um metal cuja densidade é é suspendida por uma corda. Quando a esfera é imersa em água de densidade qual a tensão na corda?
    a) 61 N
    b) 46 N
    c) 92 N
    d) 76 N
    e) 110 N

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma esfera sólida de 7,8 kg feita de um metal com densidade de . Essa esfera está pendurada por uma corda e, quando colocada na água (com densidade ), queremos descobrir qual é a tensão na corda. Para isso, vamos usar conceitos de denso e força de empuxo.

Passo 2

Primeiro, vamos encontrar o volume da esfera. Sabemos que a densidade ( ) é massa ( ) dividida pelo volume ( ), então:
Substituindo os valores:

Passo 3

Agora, vamos calcular a força de empuxo que a água exerce na esfera. A força de empuxo ( ) é dada por:
á
Onde:
  • é o volume da esfera
  • á é a densidade da água ( )
  • é a aceleração da gravidade ( )
Substituindo os valores:

Passo 4

Em seguida, vamos calcular o peso da esfera fora da água. O peso ( ) é dado por:
Substituindo os valores:

Passo 5

Quando a esfera está na água, a tensão na corda ( ) é a diferença entre o peso da esfera e a força de empuxo:
Substituindo os valores que já calculamos:

Resposta

A tensão na corda é aproximadamente 46 N, então a opção correta é a letra b) 46 N.

Exercícios relacionados

14.4.3 Qual das explicações abaixo, para o aumento da pressão da água com a profundidade está correta?
a) a densidade da água aumenta com a profundidade
b) quando a profundidade aumenta, o peso da água que está acima dessa profundidade aumenta
c) a densidade da água diminui com a profundidade
d) a temperatura da água aumenta com a profundidade
  1. Uma prensa hidráulica tem um pistão com de diâmetro e outro pistão com de diâmetro. A força que deve ser aplicada ao pistão menor para obter uma força de 1600 N no pistão maior é
    A) 100 N
    B) 400 N
    C) 1600 N
    D) 6400 N
    E) 26000 N
  1. A água escoa em um cano cilíndrico de seção reta variável. A velocidade da água é em um ponto no qual o diâmetro do cano é . Em um ponto no qual o diâmetro do cano é , a velocidade da água é
    A)
    B)
    C)
    D)
    E)
Utilize a equação fundamental da dinâmica e argumentos fisicos para mostrar que, para um determinado sistema físico arbitrário, a ideia de movimento em mecânica existe sem que necessariamente exista atuação de forças externas.