0 empuxo exercido pelo ar sobre um balão cheio de gás é igual a 130 N . A massa total do balão é de
. Sendo a densidade do ar igual a
, calcule: (a) o volume ocupado pelo balão e (b) a força que uma pessoa deve exercer para mantê-lo no chão. (R: (a)
; (b)
)
Passo 1
O enunciado dá o empuxo (força de Arquimedes) sobre o balão, a massa total e a densidade do ar, e pede: (a) o volume do balão e (b) a força que uma pessoa deve exercer para mantê-lo no chão. Vamos usar o Princípio de Arquimedes, que diz que o empuxo
, é igual ao peso do volume de fluido deslocado:
Passo 2
Para achar o volume
, isolamos na fórmula do empuxo:
Substituindo
,
e
:
Passo 3
Agora calculamos o peso do balão, que atua para baixo:
Passo 4
Para manter o balão preso ao chão em equilíbrio, a soma das forças verticais deve zerar. Como o empuxo (
) tende a levantá-lo e o peso (
) tende a puxá-lo para baixo, a pessoa precisa aplicar uma força extra
para baixo tal que:
Resposta
(a)
(b)
(b)