Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 14.Problemas Adicionais - Ex. 86
A tração de uma corda que mantém um bloco totalmente imerso em um líquido (de massa específica maior que a do bloco) é quando o recipiente está em repouso. Por qual fator é multiplicada a tração quando o recipiente sofre uma aceleração para cima de ?
Passo 1
Primeiro precisamos encontrar quando o recipiente não está acelerando. Podemos fazer isso usando apenas a segunda lei de Newton:
Ou seja, o empuxo empurra o bloco para cima, e a tração da corda e o peso o puxam para baixo:
Onde é a densidade da água e é o volume do bloco:
Passo 2
Agora temos que fazer a mesma coisa para o caso em que o recipiente está acelerando.
Mas vamos pensar um pouco, o que muda realmente quando essa aceleração está presente? O sistema inteiro se compora como se a aceleração da gravidade fosse um pouco maior:
Assim como, se um elevador cai com aceleração , você terá a impressão de estar em um ambiente com gravidade zero. Por outro lado, quando um avião decola para cima, você é pressionado contra o seu assento, como se a força da gravidade fosse maior.
Passo 3
Então podemos pegar o mesmo resultado que tínhamos antes, e simplesmente trocar por , então:
E assim podemos calcular a razão entre as duas:
E, pelo enunciado, , então:
Resposta
A tração é multiplicada por .