Ågua cai sem espirrar a uma taxa de
de uma altura de 2,60 m em um balde de
sobre uma balança. Se o balde estiver inicialmente vazio, qual a leitura na balança em newtons
depois que a água começa a se acumular nele?
Passo 1
Vamos lá! A gente tem um balde de 0,750 kg que está em uma balança. Água está caindo nele a uma taxa de 0,250 litros por segundo, vindo de uma altura de 2,60 metros. O que queremos descobrir é qual vai ser a leitura na balança, em newtons, depois de 3,00 segundos de água acumulando no balde. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de massa, força e como a água que cai contribui para a força total na balança.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular quanto de água cai no balde em 3 segundos. Sabemos que a taxa de fluxo é de 0,250 litros por segundo. Então, em 3 segundos, a quantidade de água que caiu é:
Passo 3
Agora, precisamos converter esse volume de água para massa. Sabemos que a densidade da água é aproximadamente 1 kg por litro. Então, 0,750 litros de água têm uma massa de:
Passo 4
A próxima etapa é somar a massa do balde com a massa da água que caiu nele:
Passo 5
Por fim, para encontrar a leitura na balança em newtons, usamos a relação entre massa e força, que é dada pela fórmula:
Assumindo que a aceleração da gravidade
é aproximadamente
, temos:
Resposta
A leitura na balança será de aproximadamente 14,7 newtons após 3,00 segundos.