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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 14.Exercício - Ex. 32

Um lingote de aluminio sólido pesa 89 N no ar. a) Qual é o seu volume? b) O lingote é suspenso por uma corda leve e totalmente imerso na água. Qual é a tensão na corda ( o peso aparente do lingote na água)?

Passo 1

A soma das forças verticais no lingote é zero.

Sabemos que

ρ = m V

E que a força flutuante é

B = ρ a g u a V o b j g

A densidade do alumínio é de 2,7 × 10 3   k g / m 3 .

A densidade da água é de 1,00 × 10 3   k g / m 3 .

Passo 2

  1. Temos que

    2. T = m g = 89 N

    Então,

    m = 9,08 k g

    Assim, podemos calcular que

    V = m ρ = 9,08 k g 2,7 × 10 3 k g / m 3 = 3,36 × 10 - 3 m 3 = 3,4 L

    Passo 3

  2. Quando o lingote é totalmente imerso na água enquanto suspenso,

T + B = - m g = 0

Assim,

B = ρ a g u a V o b j g = ( 1,00 × 10 3 k g / m 3 ) ( 3,36 × 10 - 3 m 3 ) ( 9,80 m / s 2 ) = 32,9 N

E então

T = m g - B = 89 N - 32,9 N = 56 N

Passo 3

A força de flutuação é igual à diferença entre o peso aparente quando o objeto é submerso no fluido e a força de gravidade real no objeto.

Resposta

  1. 3,36 × 10 - 3 m 3 = 3,4 L
  2. 56 N
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