Questão 10) (AMAN) Um corpo de massa específica
é colocado a
de profundidade, no interior de um líquido de massa específica
. Abandonando-se o corpo, cujo volume é
, sendo
, a altura máxima acima da superfície livre do líquido alcançada pelo corpo vale:
Obs.: Desprezar a viscosidade e a tensão superficial do líquido.
a)
b)
c)
d)
e)
Obs.: Desprezar a viscosidade e a tensão superficial do líquido.
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
O enunciado nos dá um corpo de densidade
\ g/cm
e volume
\ cm
colocado a
\ m de profundidade num líquido de densidade
\ g/cm
. Solução: usar o teorema energia-trabalho para o trecho dentro do líquido (onde age força de empuxo reduzida pelo peso) para achar a energia cinética na saída, e depois converter essa energia em altura acima da superfície.
Passo 2
Converter em unidades SI:
O peso é
e o empuxo é
Passo 3
A força resultante para cima dentro do líquido é
O trabalho dessa força ao deslocar o corpo
\ m até a superfície gera energia cinética na saída:
Passo 4
Ao sair do líquido, só a gravidade atua, e essa energia cinética
\ J será consumida para subir até altura
na atmosfera, tal que
Como
\ kg, temos
Passo 5
Alternativamente, sem converter volume e massa, nota-se que