Enunciado
Física - Randall D. Knight - Termodinâmica Óptica- Ed: 2º - Capítulo 15.Exercícios e Problemas - Ex. 54
Um dia, ao entrar no laboratório de física, você encontra vários hemisférios de plástico flutuando como barcos em um tanque de água potável. Cada grupo de estudantes do laboratório é desafiado a determinar qual é a pedra mais pesada que pode ser colocada no fundo de um barco de plástico sem afundá-lo. Você pode fazer apenas uma tentativa. Se o barco afundar, você não ganhará ponto algum, e o número máximo de pontos irá para o grupo que conseguir colocar a pedra mais pesada sem afundar o barco. Você começa medindo um dos hemisférios e constata que sua massa é de 21g e seu diâmetro, de 8,0 cm. Qual é a massa da pedra mais pesada que, em águas perfeitamente paradas, não afundará o barco de plástico
Passo 1
Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!!
A soma do peso da massa adicionada ao hemisfério será, de acordo com a primeira lei de Newton, igual a força de empuxo, que é
Expandindo esses termos, obtemos o seguinte resultado
E finalmente, temos a seguinte relação para esse caso
Onde o segundo termo no denominador é por causa do hemisfério, e o termo ao cubo é por causa que nós estamos o diâmetro na fórmula do volume, com isso, temos que isolar , então temos
Substituindo os valores, nós temos