A barge is loaded with 150 tons of coal. The weight of the empty barge in air is 35 tons. If the barge is 18 ft wide, 52 ft long, and 9 ft high, what is its draft(i.e., its depth below the water surface)?

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem um problema sobre Flutuabilidade (uma parte da Física), onde precisamos descobrir qual a profundidade que a barca vai afundar na água (isso é o que chamamos de ‘calado’). Para resolver isso, vamos precisar usar o Princípio de Arquimedes, que nos diz que a força de empuxo é igual ao peso do fluido deslocado. Vamos juntos passo a passo!

Passo 2

Primeiro, vamos somar o peso da barca vazia com a carga de carvão para saber o peso total que ela está carregando. A barca pesa 35 toneladas vazia e carrega 150 toneladas de carvão.
Peso Total = 35 , toneladas + 150 , toneladas = 185 , toneladas

Passo 3

Agora, precisamos entender que, para a barca flutuar, o peso total dela deve ser igual ao peso da água que ela desloca. Então, vamos precisar calcular o volume de água que corresponde a essas 185 toneladas.
Sabemos que a densidade da água doce é aproximadamente 62,4 libras por pé cúbico ( Peso Total em libras = 185 , toneladas times 2000 , lbtonelada = 370,000 , lb ). Mas como estamos trabalhando com toneladas, vamos converter toneladas para libras. Sabemos que 1 tonelada = 2000 libras.

Passo 4

Agora, usamos a densidade da água para encontrar o volume necessário para equilibrar esse peso.
Volume de água deslocada = Peso TotalDensidade da água = 370,000 , lb62,4 , lbft^3 approx 5,923 , ft^3 áá

Passo 5

Com o volume de água deslocada, podemos encontrar a profundidade (calado) da barca. Sabemos que o volume deslocado é igual à área da base da barca multiplicada pelo calado.
A barca tem 18 pés de largura e 52 pés de comprimento, então a área da base é:
Área da base = 18 , ft times 52 , ft = 936 , ft^2 Á
Agora, sabemos que:
Volume = Área da base times Calado Á
Então, podemos resolver para o calado ( h = VolumeÁrea da base = 5,923 , ft^3936 , ft^2 approx 6,34 , ft ):
Á

Resposta

O calado da barca é aproximadamente 6,34 pés.

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A água que entra a 10^circ C é aquecida a 40^circ C no tubo de 0,02 m DI a uma taxa de massa de 0,01 kg / s. A parte externa do tubo é coberta com um isolante e um elemento de aquecimento elétrico produz um calor uniforme fluxo de 15000 W / m 2 sobre a superficie. Negligenciar qualquer efeito de entrada, determine;
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