(UFGO) Justifique, de modo sucinto, a afirmação “Um corpo flutua em água a 20^circ C. Quando a temperatura da água subir para 40^circ C, o volume submerso do corpo aumentará”.

Passo 1

Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um corpo que está flutuando na água a 20^circ C. A pergunta quer saber por que, se a temperatura da água aumentar para 40^circ C, o volume do corpo que fica submerso vai aumentar. Para isso, vamos usar conceitos de densidade e empuxo.

Passo 2

Primeiro, precisamos lembrar que a densidade da água muda com a temperatura. A densidade é a massa por unidade de volume, e geralmente, quando a temperatura aumenta, a densidade da água diminui porque as moléculas se afastam umas das outras, fazendo com que a água ocupe mais espaço.

Passo 3

Agora, vamos falar sobre o empuxo. Empuxo é a força que a água exerce para cima sobre o corpo, e essa força é igual ao peso da água que o corpo desloca. A fórmula do empuxo é:
E = rhoágua cdot g cdot Vsubmerso á
onde:
  • E é o empuxo,
  • rhoáguaá é a densidade da água,
  • g é a aceleração da gravidade,
  • Vsubmerso é o volume do corpo que está submerso.

Passo 4

Como o corpo está flutuando, o empuxo precisa igualar o peso do corpo:
rhoágua cdot g cdot Vsubmerso = Peso do corpo á
Isso significa que para manter o equilíbrio, se a densidade da água ( rhoáguaá) diminui, o volume submerso ( Vsubmerso) precisa aumentar para continuar igualando o peso do corpo.

Passo 5

Quando a temperatura da água aumenta de 20^circ C para 40^circ C, a densidade da água diminui. Com uma densidade menor, o corpo precisa deslocar mais água para gerar o mesmo empuxo que equilibra seu peso. Portanto, o volume submerso aumenta.

Resposta

Devido à diminuição da densidade da água com o aumento da temperatura, o corpo precisa deslocar um volume maior para manter o equilíbrio de empuxo e peso, fazendo com que o volume submerso aumente quando a água passa de 20^circ C para 40^circ C.

Exercícios relacionados