Um objeto de 5,00 \mathrm{~kg} é liberado a partir do repouso quando está totalmente imerso em um líquido. O líquido deslocado pelo objeto tem massa de 3,00 \mathrm{~kg} .\left(\mathrm{g}=9,8 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}\right).
Qual é o módulo da aceleração do objeto durante o deslocamento?
0,5Qual é o peso do fluido deslocado em Newtons?
0,5Qual é o peso do objeto em Newtons?
[0,5](c)O sentido do deslocamento do objeto submerso quando liberado é para cima ou para baixo?
0,5 Qual é o módulo força resultante atuante no corpo?
0,5 Qual é o módulo da aceleração do objeto durante o deslocamento?

Passo 1

O enunciado dá um objeto de massa m_{\text{obj}}=5,00\\ \mathrm{kg} totalmente imerso em um líquido cujo volume desloca uma massa m_{\text{líq}}=3,00\\ \mathrm{kg}í. Pede-se (a) o peso do fluido deslocado, (b) o peso do objeto, (c) o sentido do movimento, (d) a força resultante e (e) a aceleração. Vamos usar o princípio de Arquimedes, que diz que a força de empuxo F_{\text{b}} vale o peso do líquido deslocado, e a segunda lei de Newton \sum F = m_{\text{obj}}\,a.

Passo 2

Para (a), o peso do fluido deslocado é
F_{\text{b}} = m_{\text{líq}}\;g = 3,00\times9,8 = 29,4\\ \mathrm{N}.í
Para (b), o peso do objeto é
P = m_{\text{obj}}\;g = 5,00\times9,8 = 49,0\\ \mathrm{N}.

Passo 3

Para (c), comparamos P e F_{\text{b}}. Como P > F_{\text{b}}, o peso supera o empuxo e o objeto desce. Logo, o deslocamento é para baixo.

Passo 4

Para (d), assumindo sentido positivo para baixo, a força resultante é
F_{\text{res}} = P - F_{\text{b}} = 49,0 - 29,4 = 19,6\\ \mathrm{N}.
Para (e), pela segunda lei de Newton,
a = \frac{F_{\text{res}}}{m_{\text{obj}}} = \frac{19,6}{5,00} = 3,92\\ \mathrm{m/s^2}.

Resposta

(a) 29,4\\ \mathrm{N}
(b) 49,0\\ \mathrm{N}
(c) Para baixo
(d) 19,6\\ \mathrm{N}
(e) 3,92\\ \mathrm{m/s^2}

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