(UFGO) Justifique, de modo sucinto, a afirmação “Um corpo flutua em água a
. Quando a temperatura da água subir para
, 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
. A pergunta quer saber por que, se a temperatura da água aumentar para
, 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:
onde:
-
é o empuxo, -
é a densidade da água, -
é a aceleração da gravidade, -
é o volume do corpo que está submerso.
Passo 4
Como o corpo está flutuando, o empuxo precisa igualar o peso do corpo:
Isso significa que para manter o equilíbrio, se a densidade da água (
) diminui, o volume submerso (
) precisa aumentar para continuar igualando o peso do corpo.
Passo 5
Quando a temperatura da água aumenta de
para
, 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
para
.