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Enunciado

Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 13.1 - Ex. 8

Um bloco de chumbo, de 20 cm³, e um bloco de cobre, de 20 cm³, estão totalmente imersos em um aquário cheio de água. Cada bloco está suspenso, por um cordão, logo acima do fundo do aquário. Qual das afirmativas seguintes é verdadeira?

  1. A força de empuxo sobre o bloco de chumbo é maior do que a força de empuxo sobre o bloco de cobre;
  2. A força de empuxo sobre o bloco de cobre é maior do que a força de empuxo sobre o bloco de chumbo;
  3. A força de empuxo é a mesma para os dois blocos;
  4. Há a necessidade de mais informações para se determinar a resposta correta.

Passo 1

Fala, querido! Aqui temos dois blocos de materiais diferentes e ele quer saber qual tem maior empuxo.

Nosso problema fala sobre empuxo, então nós temos que saber como ele é calculado para iniciarmos a resolução:

E = ρ f l u i d o . V . g

Basicamente ele é o peso do volume de fluído deslocado pela presença do bloco. Aí ρ f l u i d o é a densidade do fluído. Ela é a mesma tanto para o bloco de cobre quanto para o bloco de chumbo, porque ambos estão imersos em água.

V é o volume deslocado, que é o volume do bloco e g é a aceleração da gravidade, que é constante. Então o que vai diferenciar o empuxo sobre cada bloco é somente o volume de cada bloco.

A ideia aqui é usar o volume de cada bloco e ver qual possui maior empuxo.

Repara que o fato de os blocos estarem suspensos por um cordão não influencia no empuxo. Para ele só imposta o quanto de água foi deslocada. Aí só importa para gente que os blocos estão totalmente submersos, daí a gente sabe que o volume deslocado é igual ao volume dos blocos.

Vamos então achar os empuxos de cada bloquinho!

Passo 2

O enunciado já foi fofo e nos deu o volume de cada bloco

V c h u m b o = V c o b r e = 20   c m 3

Então já podemos achar uma expressão para o empuxo de cada bloco, lembrando que os dois blocos estão dentro do mesmo fluído, logo ρ f l u i d o é o mesmo para os dois

E = ρ f l u i d o . V . g

Para o cobre:

E c o b r e = ρ f l u i d o . V c o b r e . g

E c o b r e = 20   c m 3 ρ f l u i d o g

Para o chumbo:

E c h u m b o = ρ f l u i d o . V c h u m b o . g

E c h u m b o = 20   c m 3 ρ f l u i d o g

Comparando, vemos que

20   c m 3 ρ f l u i d o g = 20   c m 3 ρ f l u i d o g

Então:

E c o b r e = E c h u m b o

Resposta

L e t r a   C

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