Cubos de chumbo e alumínio de tamanho idêntico são suspensos em diferentes profundidades por dois fios em um grande tanque de água (Figura Q14.30). (a) Qual dos cubos é submetido à maior força de empuxo? (b) Em qual dos cubos a tensão do fio é maior? (c) Qual dos cubos é submetido a uma força maior em sua face inferior? (d) Em qual dos cubos a diferença de pressão entre as faces superior e inferior é maior?

(a) Para responder este item iremos relembrar o conceito e a fórmula do empuxo, a partir disso, verificar que os dois cubos sofrem o mesmo empuxo, pois eles têm tamanhos idênticos, sendo assim, possuem o mesmo volume e como o empuxo depende do volume.

(b) Para entendemos este problema, vamos relembrar o conceito de densidade, que é a quantidade de massa em um determinado volume, dessa forma verificamos que o fio que suporta o cubo de chumbo, tem uma tensão maior, pois esse cubo é feito de um material, com densidade de , contra , densidade do alumínio, que o fio que suporta o cubo de alumínio.

(c) Para entendemos este problema, vamos relembrar de pressão em fluido em repouso, onde a pressão depende da profundidade em que se encontra a face inferior e como a força é a pressão vezes a área, termos que o cubo de chumbo sobre uma maior pressão e consequentemente uma maior força na face inferior do cubo de chumbo.

(d) Seguindo o mesmo raciocínio do item (c), verificamos que a diferença de pressão entre as duas faces nos dois cubos é diferente devido a densidade de ambos ser diferente, apesar da diferença de altura serem iguais, dessa forma a maior diferença de pressão entre as duas faces é no cubo de chumbo.