Uma esfera de plástico oca é mantida submersa em um lago de água doce amarrada a uma corda presa no fundo do lago. O colume da esfera é igual a
, e a tensão na corda é igual a 1120 N . Calcule a força de empuxo exercida pela água sobre a esfera.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma esfera de plástico oca submersa em água doce, com volume de
e uma tensão na corda de
. O assunto aqui é Força de Empuxo, que faz parte da matéria de Mecânica dos Fluidos. Para resolver, vamos precisar entender o que é empuxo, usar a fórmula do empuxo de Arquimedes e aplicar os valores que foram dados no problema.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é Força de Empuxo. Basicamente, quando um objeto está completamente ou parcialmente submerso em um fluido (como a água), ele sofre uma força para cima chamada empuxo. Essa força é igual ao peso do fluido que o objeto desloca. Isso é conhecido como Princípio de Arquimedes.
A fórmula do empuxo é:
Onde:
-
é a força de empuxo, -
é a densidade do fluido, -
é o volume do fluido deslocado, -
é a aceleração da gravidade ( ).
Passo 3
Agora, vamos identificar os valores que temos:
- O volume da esfera (
) é . - A densidade da água doce (
) é aproximadamente . - A aceleração da gravidade (
) é .
Passo 4
Vamos substituir esses valores na fórmula do empuxo:
Passo 5
Calculando:
Passo 6
Então, a força de empuxo exercida pela água sobre a esfera é de aproximadamente 6376,5 N.
Resposta
A força de empuxo exercida pela água sobre a esfera é de
.
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