Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 14º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 73
Uma bola de plástico de raio igual a 12,0 cm flutua na água com 24,0% de seu volume submerso. (a) Que força você precisa aplicar à bola para mantê-la em repouso completamente abaixo da superfície da água? (b) Se você soltar a bola, qual será sua aceleração no instante em que a soltar?
Passo 1
Fala galera, bora lá! Para resolver esta questão, devemos aplicar nossos conhecimentos sobre empuxo e volume deslocado.
(a) Para manter totalmente submerso, deve-se fazer com que o peso, que é igual ao empuxo com uma submersão de 24%, somado à força em questão, deve ser igual ao empuxo com 100% do volume submerso, ou seja:
Isolando e substituindo os valores
Passo 2
(b) Para calcular a aceleração, primeiramente deve-se calcular a massa. A densidade da bola é igual a 24% da densidade da água, ou seja, . Ou seja:
Quando solto, a força sobre a bola será igual a 54,0 N, portanto, sua aceleração será de:
Isolando
Resposta
Portanto, a força aplicada deve ser igual a .
E conclui-se que a aceleração inicial da bola será igual a .