Exercícios Resolvidos de Empuxo

Elaboração própria

Um bloco de madeira cujo volume é 300   c m 3 está em repouso flutuando em água. Sabe-se que 2 / 3 do volume do bloco está imerso na água.

  1. Qual é o valor da força de empuxo exercida no bloco?
  2. Qual é o peso do bloco?
  3. Qual é a massa do bloco?
  4. Qual é a densidade do bloco?

Considere que ρ água = 1000   kg/ m 3 e g = 10   m/ s 2

Passo 1

Resolvendo item (a):

O empuxo é dado pela fórmula:

E = ρ fluido × V imerso × g

Sabemos a densidade do fluido:

ρ fluido = ρ água = 10 3   kg/ m 3

Agora podemos calcular o volume do bloco imerso na água:

Se o volume total é dado e igual a 300   c m 3 e 2 / 3 desse volume está imerso, então podemos calcular o volume imerso:

V imerso = 2 3 × 300   c m 3

⇒ V imerso = 200   c m 3 = 200 × 10 - 6   m 3

E a gravidade também é conhecida e fornecida pelo problema: g = 10   m/ s 2

Agora é só substituir na fórmula:

E = ρ fluido × V imerso × g

⇒ E = 10 3   kg/ m 3 × 200 × 10 - 6   m 3 × ( 10   m/ s 2 )  

⇒ E = 2   N

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Resolvendo item (b):

Como o bloco está em repouso, o somatório de forças que agem no bloco deve ser nulo.

Neste caso, temos o peso para baixo e empuxo para cima. Logo, essas forças devem ser iguais:

P = E

⇒ P = 2   N

Passo 3

Resolvendo item (c):

Como sabemos o peso, podemos calcular a massa do bloco:

P = m g

⇒ m = P g

Substituindo:

m = 2 10

⇒ m = 0,2   kg

Passo 4

Resolvendo item (d):

Para calcular a densidade do bloco, precisamos da massa e volume, que já conhecemos!

Portanto:

ρ bloco = m bloco V bloco

⇒ ρ bloco = 0,2   kg 300   c m 3

⇒ ρ bloco = 2 3 × 10 3   kg/ m 3

ρ bloco ≈ 667   kg/ m 3

Resposta

  1. E = 2   N
  2. P = 2   N
  3. m = 0,2   kg
  4. ρ bloco = 2 3 × 10 3   kg/ m 3

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