Enunciado

Uma pedra de 5,0   k g e densidade de 4.800   k g / m 3 é suspensa por um barbante de forma que metade de seu volume esteja submerso. Qual é a tensão no barbante?

Passo 1

Mais uma questãozinha de empuxo aí, guys!

Bom! Aqui a gente vai precisar montar a equação que rege todas as forças que agem sobre o bloco. As forças são: o peso, o empuxo e a tensão no barbante.

Primeiro temos que apontar as forças. Tanto o empuxo quanto a tensão apontam pra cima, enquanto o peso aponta pra cima.

Como o bloco está em equilíbrio, a soma das forças dará zero:

E + T - P = 0

T = P - E

O peso é dado por...

P = m p e d r a g

Passo 2

O Empuxo, por sua vez, é dado por:

E = ρ á g u a g V d e s l o c a d o

O volume de água deslocado, como diz o enunciado, é igual à metade do volume da pedra.

Como a questão nos deu a densidade da pedra e sua massa, então pra achar o volume...

V p e d r a = m p e d r a ρ p e d r a = 5   k g 4800   k g / m 3

V p e d r a = 1,0416 ⋅ 10 - 3   m 3

Como metade da pedra está imersa em água, o volume de água deslocado por ela é...

V d e s l o c a d o = V p e d r a 2 = 5,2083 ⋅ 10 - 4   m 3

Sendo assim, com base na fórmula do P a s s o   1 :

T = P - E

T = m p e d r a g - ρ á g u a g V d e s l o c a d o

Substituindo os valores numéricos...

T = m p e d r a g - ρ á g u a g V d e s l o c a d o

T = 5 ⋅ 9,8 - 1000 ⋅ 9,8 ⋅ 5,2083 ⋅ 10 - 4   m 3

T = 43,89   N ≅ 44   N

Conseguimos obter nossa resposta!

Missão cumprida de novo!

Bora pra próxima!

Resposta

T = 43,89   N ≅ 44   N

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