Um bloco cúbico de madeira com aresta de 0,100 m e densidade igual a é derramado sobre a água. Óleo comdensidade igual a é derramado sobre a água até que a camada de óleo fique 0,035 m abaixo do topo do bloco. a) Qual é a profundidade da camada de óleo? b) Qual é a pressão manométrica na face inferior do bloco?
Passo 1
Para um objeto flutuante, a força flutuante é igual ao peso do objeto. O princípio de Arquimedes diz que a força flutuante é igual ao peso do fluido deslocado pelo objeto.
Seja a profundidade da camada de óleo, a profundidade em que o cubo está submerso na água e seja o comprimento de um lado do cubo.
Passo 2
- Definir a força de flutuação igual ao peso e cancelar os fatores comuns de e a área de seção transversal,
- A pressão do manômetro na face inferior deve ser suficiente para suportar o bloco (o óleo exerce apenas forças laterais diretamente no bloco), e
e são relacionados por , então
A substituição na primeira relação dá