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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 14º - Capítulo 14.Exercícios - Ex. 31

Uma pedra com densidade de 1.200 k g / m 3 é suspensa pela ponta inferior de uma corda leve. Quando a pedra está no ar, a tensão na corda é de 28,0 N. Qual é a tensão na corda quando a pedra está totalmente imersa em um líquido com densidade de 750 k g / m 3 ?

Passo 1

Fala galera, bora lá!

Para resolvermos este problema vamos utilizar do nosso conhecimento sobre o empuxo, descrito na seção 14.3 do capítulo do livro. Sendo a força em um corpo aplicada pelo fluido igual ao volume deslocado pelo peso, sendo descrito pelo princípio de Arquimedes.

Passo 2

Para calcular a tensão na corda quando a pedra estiver dentro da água é necessário encontrarmos o volume da pedra, a partir disso iremos aplicar a equação do empuxo, e usando a densidade do líquido, encontraremos a tensão. Acompanhe os passos!

T = P   → m g ρ g = 28 1200 9,81

V = 2,38 × 10 - 3   m - 3

T 1 + E = m g   → T 1 + ρ g V = m g

T 1 = m g - ρ 1 g V

T 1 = 28 - 750 9,81 2,38 × 10 - 3 = 10,5   N

Resposta

Portanto, a tensão na corda quando a pedra está suspensa dentro da água, é:

T 1 = 10,5   N

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