Um balde (cubo de arestas 1 m ) contém
de água (
). Joga-se dentro do balde duas esferas, ambas de volume igual a
. A primeira esfera tem uma massa de 40 kg enquanto que, a segunda, tem uma massa de 200 kg . Calcule a altura final da coluna de água.
Passo 1
O enunciado dá um balde cúbico de aresta
(área da base
) com
de água
. Lançam-se duas esferas de mesmo volume
, sendo massas
e
. Pede-se a altura final
da coluna de água no balde.
Passo 2
Determinar para cada esfera se ela flutua ou afunda, comparando o peso com a força de empuxo máximo (empuxo de imersão total):
Empuxo total máximo
Empuxo total máximo
Peso das esferas
Como
, a esfera 1 flutua parcialmente;
como , a esfera 2 afunda e fica totalmente submersa.
como
Passo 3
Calcular volumes de água deslocados (submersos) por cada esfera:
- Para a esfera 1, em equilíbrio
dá
- Para a esfera 2, como afunda completamente,
Passo 4
A nova altura
do líquido satisfaz
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