Um bloco de madeira (densidade
) está preso a um fio e totalmente imerso em água (densidade
). O bloco tem volume de
. Calcule:
a) A tensão no fio que mantém o bloco totalmente imerso.
b) A nova tensão no fio se o sistema for levado para um local onde a aceleração da gravidade é
.
a) A tensão no fio que mantém o bloco totalmente imerso.
b) A nova tensão no fio se o sistema for levado para um local onde a aceleração da gravidade é
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que temos um bloco de madeira (densidade
), volume
, totalmente imerso em água (
).
Conteúdo: força peso, empuxo (Princípio de Arquimedes) e equilíbrio de forças.
O que vamos precisar:
Conteúdo: força peso, empuxo (Princípio de Arquimedes) e equilíbrio de forças.
O que vamos precisar:
- Converter densidade e volume em massa;
- Calcular peso
; - Calcular empuxo
; - Montar a equação de equilíbrio vertical para achar a tensão
.
Passo 2
Primeiro a gente acha a massa do bloco a partir da densidade e do volume:
Passo 3
Agora o peso do bloco, usando
(valor comum quando não dão outro):
Passo 4
Em seguida o empuxo, que é a força que a água faz pra cima (Arquimedes):
Passo 5
Para o bloco ficar parado, soma das forças verticais = 0.
Escolhendo para cima positivo:
Escolhendo para cima positivo:
O sinal “-” mostra que a corda precisa puxar para baixo com 40 N. A gente costuma falar “tensão de 40 N” (módulo).
Passo 6
Agora muda a gravidade para
, refazendo peso e empuxo:
m esá sendo a mesma, .
Peso:
m esá sendo a mesma,
Peso:
Empuxo:
Equilíbrio:
ou seja, tensão de 20 N (puxando pra baixo).
Resposta
a)
b)
b)