Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 80

Suponha que o petróleo de um superpetroleiro tenha densidade igual a 750 k g / m 3 . O navio fica encalhado em um banco de areia. Para fazer o navio flutuar novamente, sua carga é bombeada para fora e armazenada em barris, cada um deles com massa igual a 15,0kg quando vazio e com capacidade para armazenar 0,120 m 3 de petróleo. Despreze o volume ocupado pelo aço do barril. a) Se um trabalhador que está transportando os barris acidentalmente deixa um barril cheio e selado cair pelo lado do navio, o barril flutuará ou afundará na água do mar? b) Se o barril flutua, qual é a fração de seu volume que fica acima da superfície da água? Se ele afunda, qual deveria ser a tensão mínima na corda necessária para reboca-lo desde o fundo do mar para cima? c) Repita as partes (a) e (b) supondo que o petróleo tenha densidade igual a 910 k g / m 3 e que a massa de cada barril vazio seja igual a 32,0 kg.

Passo 1

E aí galera, aqui vamos aplicar ∑ F y = m a y   para o cano, com +   y para cima. A força flutuante no barril é dada pelo Princípio de Arquimedes

ρ a v = m t o t V

Um objeto flutua em um fluido se sua densidade média for menor que a densidade do fluido.

A densidade da água do mar é 1030   k g / m 3

Passo 2

  1. A densidade média de um barril cheio é

    2. m ó l e o + m a ç o V

    ρ ó l e o + m a ç o V = 750 k g m 3 + 15 k g 0,120 m 3 = 875   k g / m 3

    que é menor que a densidade da água do mar, então o barril flutua.

    Passo 3

  2. A fração acima da superfície (consulte o Problema 14.29) é

    3. 1 - ρ a v ρ á g u a = 1 - 875   k g / m 3 1030   k g / m 3 = 0,150 = 15 %

    Passo 4

  3. A densidade média é

910   k g / m 3 + 32   k g 0,120   m 3 = 1172   k g / m 3

o que significa que o barril afunda. Para levantá-lo, uma tensão

T = w t o t - B = 1177 k g m 3 0,120   m 3 9,80 m s 2 - 1030 k g m 3 0,120   m 3 9,80 m s 2 = 173   N

173   N é necessário.

Quando o cano flutua, a força flutuante B é igual ao seu peso, w . Na parte (c) a força flutuante é menor que o peso e T = w - B .

Resposta

  1. o barril flutua
  2. 15 %
  3. O barril afunda e precisa de 173   N para levanta-lo.
Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Cubos de chumbo e alumínio de tamanho idêntico são suspensos em diferentes profundidades por dois fios em um grande tanque de água (Figura Q14.30). (a) Qual dos cubos é submetido à maior força de empu
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 tota
Uma amostra de minério pesa 17,50 N no ar. Quando ela é suspensa por uma corda leve e totalmente imersa na água, a tensão na corda é igual a 11,20 N. Calcule o volume total e a densidade da amostra.
Uma pedra tem massa de 1,80 kg. Quando a pedra é suspensa da ponta inferior de uma corda e totalmente imersa na água, a tensão na corda é 12,8 N. Qual é a menor densidade de um líquido no qual a pedra
Um bloco de gelo flutua sobre um lago de água doce. Qual deve ser o volume mínimo do bloco para que uma mulher de 65,0 kg possa ficar em pé sobre o bloco sem molhar os pés?