Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 14.Problemas Adicionais - Ex. 75
Se uma bolha de água mineral com gás sobe com uma aceleração de e tem um raio de , qual é a massa da bolha? Suponha que a força de arrasto que o líquido exerce sobre a bolha é desprezível.
Passo 1
Falaaaa galerinha do RespondeAí, tudo show de bola?
Nesse exercício aqui, a primeiro coisa que a gente deve se perguntar, é qual força faz a bolha subir?
É o empuxo! A bolha é como se fosse um corpo imerso em um fluido (nesse caso, a água mineral). Dessa forma a força resultante é dada pela diferença entre a força peso da bolha e a força de empuxo que age sobre ela, tal que:
Pela segunda lei de Newton, temos:
Passo 2
Iradoso, o enunciado nos deu que a aceleração da bolha é de , desse modo:
Como a bolha está totalmente submersa, é simplesmente o volume da bolha.
Usando a fórmula para a massa da esfera:
Substituindo na equação:
Logo, isolando a massa:
Prontinho! Essa é a massa da bolha.
Resposta
A massa é .