Enunciado

Um fluido exerce uma força de empuxo de baixo para cima sobre um objeto imerso nele. Ao deduzir a Equação ( 5.9 ), a força de empuxo exercida sobre um objeto pelo fluido foi ignorada.

Mas, em algumas situações, onde a densidade do objeto não é muito maior do que a densidade do fluido, não é possível desprezar a força de empuxo. No caso de uma esfera de plástico que cai na água, a velocidade escalar terminal é 0,36   m / s ignorando-se a força de empuxo, mas você chega ao cálculo de 0,24   m / s . Qual fração do peso representa a força de empuxo?

Passo 1

Sem a força de empuxo, teremos que a força de resistência k v t (máxima) será igual ao peso do objeto:

k v t = m g

k = m g v t = m g 0,36

Passo 2

Agora com a força de empuxo, temos que adicionar um termo do lado esquerdo da equação de forças:

E + k v t = m g

Onde E é a força de empuxo. Substituindo os valores teremos:

E = m g - k v t = m g - m g 0,36 . 0,24

E = m g 1 - 0,24 0,36 = m g 1 - 0,666 = 0,33 m g

E = 1 3 m g

Assim a força de empuxo representa um terço da força peso =)

Resposta

E = 1 3 m g

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