Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 13.1 - Ex. 46
Um bloco de ferro de 5,00 kg é suspenso de uma balança de mola e é submerso em um fluido de densidade desconhecida. A escala da mola indica 6,16 N. Qual é a densidade do fluido?
Passo 1
Fala!
O que a balança mostra é a força resultante para baixo sobre o bloco de ferro. Mas que forças agem no ferro? Cara, a gente tem o peso próprio do bloco que aponta para baixo e temos a força de empuxo , gerada pelo fluido, que aponta para cima.
Aí podemos colocar isso numa equação
A força peso vai ser a mass do bloco vezes a gravidade.
Mas e a força de empuxo ? Cara, pelo princípio de Arquimedes, ela é igual ao peso de fluido deslocado. Como o nosso bloco está totalmente submerso, o volume deslocado é igual ao volume do bloco
Substituindo as expressões de e e o valor de na nossa equação da força resultante
Temos que o do fluido deslocado é igual a densidade do fluido que a gente quer achar. Então a gente vai usar essa equaçãozinha para achar Vamos!
Passo 2
Sabendo disso, vamo isolar a densidade do nosso fluido!!
Para achar o volume do bloco, vamos usar a expressão da massa específica
Substituindo na nossa expressão acima:
Essa massa específica do ferro a gente acha na tabela 13-1.
Agora aplicamos os nosso valores numéricos: