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Exercícios Resolvidos de Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 6ª Edição - Mosca, Tripler

Enunciado

Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 6ª Edição - Mosca, Tripler - 13.1 - 11

Um certo objeto tem uma massa específica ligeiramente menor do que a água, de forma que flutua quase completamente submerso. No entanto, o objeto é mais compressível do que a água. O que acontece se este objeto flutuante recebe um pequeno impulso para baixo? Explique.

Passo 1

Beleza, nosso problema fala sobre compressibilidade. O capítulo nos diz que a compressibilidade é o inverso do módulo volumétrico, ou seja, quanto maior a compressibilidade menor o módulo volumétrico B, dado por:

B = - ∆ P ∆ V V = - ∆ P ∆ V . V

Isolando V:

V = - ∆ V ∆ P B

Sólidos e líquidos possuem valores de B independente da variação de pressão e temperatura, então eles serão constantes. Quando afundamos o objeto, a pressão vai aumentar devido à massa de água presente acima do objeto, se ∆ P aumenta, o V diminui.

Agora, lembrarmos da equação da massa específica:

ρ = m V

Se o volume diminui, a massa específica aumenta. Assim, o objeto afundará!

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Resposta

O   o b j e t o   a f u n d a r á ! !

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