Dados:
Uma bola de tênis tem diâmetro igual
e densidade média igual a
. Determine a força necessária para manter essa bola completamente submersa em água.
Uma bola de tênis tem diâmetro igual
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que temos uma bolinha de tênis com diâmetro de 3,80 cm e densidade média de 0,084 g/cm³. Queremos saber qual força a gente precisa aplicar pra mantê-la totalmente submersa na água.
Conteúdo: vamos usar o Princípio de Arquimedes (força de empuxo) e comparar com o peso da bola. Para isso precisaremos calcular o volume da bola, achar seu peso (pela densidade e gravidade) e depois o empuxo (a partir do peso de água deslocada).
Conteúdo: vamos usar o Princípio de Arquimedes (força de empuxo) e comparar com o peso da bola. Para isso precisaremos calcular o volume da bola, achar seu peso (pela densidade e gravidade) e depois o empuxo (a partir do peso de água deslocada).
Passo 2
Primeiro, calculando o volume
da esfera (bola de tênis):
onde
.
Passo 3
Agora, o peso
da bola. Primeiro a massa
:
Aí o peso é
com
:
Passo 4
Força de empuxo
(peso da água deslocada):
com
:
Passo 5
Para manter a bola submersa, a gente precisa “segurá-la pra baixo” com uma força
tal que ela não suba. Essa força é a diferença entre empuxo e peso:
Resposta
A força necessária para manter a bola completamente submersa é de aproximadamente