Uma pedra de massa
, com densidade igual ao dobro da densidade da água está no fundo de um aquário cheio d água. Calcule a força exercida pelo fundo do aquário sobre a pedra.
Passo 1
O enunciado fala de uma pedra de massa
e densidade
imersa em água (densidade
) e apoiada no fundo do aquário. Como está em equilíbrio, a força normal
que o fundo exerce deve equilibrar o peso da pedra
menos o empuxo
que a água faz para cima. Vamos usar o princípio de Arquimedes e as condições de equilíbrio de forças para encontrar
.
Passo 2
Primeiro, relacionamos massa, volume e densidade da pedra:
Passo 3
Pelo princípio de Arquimedes, o empuxo
é igual ao peso do volume de água deslocado:
Passo 4
No equilíbrio vertical aparecem três forças: o peso
para baixo, e para cima o empuxo
mais a normal
. Assim,
Resposta
A força que o fundo exerce sobre a pedra é