Enunciado
Física - Hewitt - Física Conceitual- Ed: 12º - Capítulo 13.Pense e Discuta - Ex. 110
Suponha que você deva escolher entre dois tipos de coletes salva-vidas, idênticos em tamanho, mas sendo um deles preenchido com isopor, e um segundo, pesado, cheio de areia. Se você submerge estes coletes na água, sobre qual deles será maior a força de empuxo? Sobre qual deles não será efetiva a força de empuxo? Por que as respostas são diferentes?
Passo 1
Tá lembrado de como é gerada a força de empuxo? Ela é igual ao peso do volume de líquido deslocado pelo objeto submerso. Você também precisa lembrar que um objeto submerso desloca uma quantidade de fluido igual ao seu próprio volume. Beleza, com isso em mente, bora à resolução.
Como ambos os coletes são idênticos em tamanho – têm o mesmo volume – vão deslocar a mesma quantidade de água quando submersos. Portanto, a força de empuxo gerada por cada um é exatamente a mesma.
Passo 2
A ideia de um colete salva-vidas é que ele não afunde em água, e como ele faz isso? Bom, a ideia é que ele seja menos denso que a água, ou seja, que gere uma força de empuxo maior que seu próprio peso. Isso é verdade para o colete preenchido com isopor, no entanto, o cheio de areia apresenta peso maior que a força de empuxo e, portanto, ele afunda.
Passo 3
Por que as respostas são diferentes? Bom, os coletes geram a mesma força de empuxo porque possuem o mesmo volume, e a força de empuxo sobre um objeto submerso não depende do seu peso. No entanto, a efetividade desta força depende, sim, do peso do objeto, pois é a comparação dela com a força peso que decide se vai afundar ou flutuar.
Resposta
As forças de empuxo serão idênticas, mas esta força não será efetiva sobre o colete cheio de areia, porque a efetividade depende da comparação entre a força de empuxo e a força peso.