Um balão de ar quente tem um volume de
. Ele está cheio de ar quente a uma densidade de
. Qual a carga máxima que ele pode elevar, quando ele está rodeado com ar frio de densidade
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de física sobre balões de ar quente! O que a gente tem aqui é um balão com um volume de
, cheio de ar quente com densidade
. A gente precisa descobrir qual é a carga máxima que esse balão pode levantar quando está rodeado de ar frio com densidade
. Para isso, vamos usar o princípio de Arquimedes, que nos diz que a força de empuxo é igual ao peso do fluido deslocado.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular o peso do ar frio que está sendo deslocado pelo balão. A fórmula para o peso é:
Onde
é a aceleração da gravidade (
).
Passo 3
Agora, calculamos o peso do ar quente dentro do balão usando a mesma fórmula:
Passo 4
A carga máxima que o balão pode levantar é a diferença entre o peso do ar frio e o peso do ar quente:
Substituindo os valores calculados:
Resposta
A carga máxima que o balão pode elevar é aproximadamente
.