Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 13.1 - Ex. 6
Dois corpos estão equilibrados como na Figura 13-28. Os corpos possuem volumes idênticos, mas massas diferentes. Suponha que todos os corpos da figura sejam mais densos do que a água e, portanto, nenhum deles irá flutuar. O equilíbrio será perturbado, se todo o sistema for completamente misturado em água? Explique seu raciocínio.
Passo 1
Vamos pensar na situação descrita pelo problema. Temos um sistema em equilíbrio rotacional, ou seja:
Suponhamos uma distância do eixo de rotação ate o bloco de massa e até . Neste caso temos somente a força da gravidade atuando, então:
Achando
Quando o sistema entra em contato com a água temo o empuxo atuando no sentido contrário ao da força peso, dado por:
Então neste novo caso, o torque será:
Substituindo
Concluímos que:
Então o equilíbrio será perturbado!