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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 14º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 74

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 15,0   k g 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 transportando os barris acidentalmente deixa um barril cheio e selado cair pelo lado do navio, ele flutuará ou afundará na água do mar? (b) Se o barril flutuar, qual a fração de seu volume que ficará acima da superfície da água? Se ele afundar, qual deveria ser a tensão mínima na corda necessária para rebocá-lo desde o fundo do mar para cima? (c) Repita as partes (a) e (b) supondo que o petróleo tenha densidade igual a 91 0   k g / m 3 e que a massa de cada barril vazio seja igual a 32,0   k g

Passo 1

Oii pessoal, show de bola??

“A loucura é como a gravidade, só precisa de um empurrãozinhooo...”

Bora empurrar e macetar essa questãozinha comigo agora

Para resolvermos esse problema, devemos aplicar os nossos conhecimentos sobre a densidade e flutuação de corpos.

Então bora lá

  1. Para resolver este item, iremos calcular o valor da densidade do barril cheio de óleo e iremos comparar com a densidade da água, portanto:

    2. m = ρ V

    m = 750 ⋅ 0,12

    m = 90   k g

    ρ c o n j u n t o = 90 + 15 0.12

    = 875   k g / m 3

    Portanto, podemos concluir que, com a densidade do barril cheio é menor que a da água, o barril irá flutuar.

    Passo 2

  2. Para calcularmos a fração do volume emerso, temos que

    3. P = E

    105 ⋅ 9,81 = 1000 ⋅ 9,81 ⋅ V

    V = 0,105   m 3

    V a c i m a = 0,12 - 0,105

    V a c i m a = 0,015   m 3

    Portanto, o volume acima será igual á V a c i m a = 0,015 m 3

    Passo 3

  3. Para conseguirmos resolver essa letra, iremos calcular o valor da densidade do barril cheio de óleo e iremos comparar com a densidade da água, portanto:

m = ρ V

m = 910 ⋅ 0,12

m = 10 9 , 2   k g

ρ c o n j u n t o = 10 9 , 2 + 32 0.12

= 1,177   k g / m 3

Passo 2

Para calcularmos a força necessária para remover o barril da água, faremos da seguinte maneira:

F = P - E

F = 1177 ⋅ 9,81 ⋅ 0,12 - 1030 ⋅ 9,81 ⋅ 0,12

F = 173   N

Portanto, o barril afunda, e a tensão necessária para remover o barril do fundo do vale é de 173   N .

“Faça seus medos terem medo de você”

Resposta

  1. Portanto, podemos concluir que, com a densidade do barril cheio é menor que a da água, o barril irá flutuar.
  2. Portanto, o volume acima será igual á V a c i m a = 0,015 m 3
  3. Portanto, o barril afunda, e a tensão necessária para remover o barril do fundo do vale é de 173   N .

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