Empuxo em fluido Uma esfera maciça de alumínio
com volume de 800 \mathrm{~cm}^{3}
900 \mathrm{~kg} \mathrm{~m}^{-3}$.
(a) Determine a força de empuxo sobre a esfera.
(b) Ela sobe ou afunda? Justifique.
(a) Determine a força de empuxo sobre a esfera.
(b) Ela sobe ou afunda? Justifique.
Passo 1
O enunciado apresenta uma esfera maciça de alumínio com densidade
e volume de
, totalmente submersa em óleo de densidade
. O objetivo é determinar (a) a força de empuxo sobre a esfera e (b) verificar se a esfera sobe ou afunda, utilizando o Princípio de Arquimedes e comparando o empuxo com o peso da esfera.
Passo 2
Para resolver, primeiro convertemos o volume de
para
. Como
, temos
Passo 3
Em seguida, aplicamos o Princípio de Arquimedes para calcular o empuxo, dado por
. Tomando
, obtemos
Passo 4
Calculamos o peso da esfera: a massa é
. Logo,
Passo 5
Finalmente, comparamos
e
: como
é bem menor que
, a força resultante aponta para baixo, indicando que a esfera afunda.
Resposta
(a)
(b) A esfera afunda, pois o empuxo é menor que o peso.
(b) A esfera afunda, pois o empuxo é menor que o peso.