What force is required to lift a thin wire ring 6 cm in diameter from a water surface at
?
Passo 1
Vamos entender o que a questão está pedindo: precisamos descobrir qual é a força necessária para levantar um anel fino de fio com diâmetro de 6 cm da superfície da água a 20°C. Para resolver isso, vamos utilizar o conceito de tensão superficial, que é a força que atua na superfície da água.
Passo 2
Primeiro, precisamos saber qual é a tensão superficial da água a 20°C. Esse valor é aproximadamente:
Onde:
-
é a tensão superficial.
Passo 3
Agora, vamos calcular o comprimento total do anel, que é a circunferência. A fórmula para a circunferência é:
Onde:
-
é a circunferência. -
é o diâmetro do anel.
Substituindo o valor do diâmetro:
Passo 4
A força total necessária para levantar o anel é dada pela fórmula:
Isso porque a tensão superficial atua em ambos os lados do anel (superior e inferior).
Passo 5
Substituindo os valores que já temos:
Resposta
A força necessária para levantar o anel é aproximadamente 0,027 N.