Um bloco de madeira (densidade =600 kg / m^3 ) está preso a um fio e totalmente imerso em água (densidade =1000 kg / m^3 ). O bloco tem volume de 0,01 m^3. Calcule:
A nova tensão no fio se o sistema for levado para um local onde a aceleração da gravidade é 5 m / s^2.

Passo 1

Então, mano, a questão diz que a gente tem um bloco de madeira (densidade ), volume , completamente mergulhado na água ( ). Agora estamos num lugar onde e a parada tá presa num fio.
Conteúdo: densidade, massa, peso, empuxo e equilíbrio de forças (para achar a tensão).
O que vamos precisar:
  • Calcular a massa do bloco a partir da densidade.
  • Calcular o peso .
  • Calcular o empuxo á.
  • Montar o equilíbrio de forças verticais pra achar a tensão .

Passo 2

Primeiro, massa e densidade. Lembra que densidade é m = rhob , V = 600 kg/m^3 times 0,01 m^3 = 6 kg . Então a massa é

Passo 3

Agora o peso do bloco é P = 6 times 5 = 30 N . Como e ,

Passo 4

O empuxo (força que a água faz pra cima) é dado pela Arquimedes:
E = rhoágua,V,g = 1000 kg/m^3 times 0,01 m^3 times 5 m/s^2 = 50 N á

Passo 5

Agora o bloco está em equilíbrio: para cima só tem o empuxo E - P - T = 0 Longrightarrow T = E - P e para baixo tem o peso T = 50 N - 30 N = 20 N mais a tensão do fio .
Equilíbrio:
Substituindo:

Resposta

A tensão no fio vale .

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