Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 14.5 - Ex. 32a
Na Fig 14-38, um cubo de aresta e de massa é suspenso por uma corda em um tanque aberto que contém um líquido de massa específica . Determine (a) o módulo da força total exercida sobre a face superior do cubo pelo líquido e pela atmosfera, supondo que a pressão atmosférica é , (b) o módulo da força total exercida sobre a face inferior do cubo e (c) a tensão da corda. (d) Calcule o módulo da força de empuxo a que o cubo está submetido usando o princípio de arquimedes. Que relação existe entre todas essas grandezas?
Passo 1
Falaaa galerinha do RespondeAí, tudo belezinha?
Se liga só, aqui nesse exercício a gente tem um cubo de massa suspenso em um tanque aberto que contém um líquido de massa específica .
Belezoca, e sabendo que o cubo possui uma aresta , na letra (a) o enunciado nos pede para determinar o módulo da força total exercida sobre a face superior do cubo pelo líquido e pela atmosfera, supondo que a pressão atmosférica é
- Para calcular a força total atuante sobre a superfície superior do cubo, vamos analisar a pressão total exercida nela pelo líquido e pela atmosfera. Para isso, vamos usar a expressão
Onde é a distância do nível do ponto analisado até a superfície da água.
Em (onde está localizada a superfície superior do cubo), temos:
Segue que:
Logo:
Passo 2
Iradoso, agora podemos lembrar que a relação entre força e pressão é dada como:
Ou seja, a força será dada pelo produto entre a pressão nessa face multiplicada pela área dessa mesma face:
Logo: