Uma estatueta de ouro de está sendo elevada de um navio submerso. Qual é a tensão no cabo de sustentação quando a estatueta estiver sendo içada a velocidade constante: a) Completamente submersa?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício de física onde uma estatueta de ouro com massa de está sendo levantada de um navio submerso. Queremos saber qual a tensão no cabo que está segurando a estatueta quando ela está sendo içada a velocidade constante, ou seja, sem aceleração. Para resolver isso, vamos precisar entender de forças em fluidos, especialmente a força de flutuação. Vamos precisar calcular o peso da estatueta e a força de empuxo que a água exerce sobre ela.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o peso da estatueta. O peso é dado pela fórmula:
onde:
  • (massa da estatueta)
  • (aceleração da gravidade)
Então,

Passo 3

Agora, vamos calcular a força de empuxo que a água exerce sobre a estatueta. A força de empuxo é dada por:
á
onde:
  • á (densidade da água)
  • é o volume da estatueta
Para encontrar o volume , usamos a densidade do ouro:
Então,
Agora, calculamos a força de empuxo:

Passo 4

Como a estatueta está sendo içada a velocidade constante, a aceleração é zero. Isso significa que a força resultante é zero e a tensão no cabo ( ) deve equilibrar o peso menos a força de empuxo:

Resposta

A tensão no cabo de sustentação é aproximadamente .

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