Enunciado

 Na Fig 14-38, um cubo de aresta L   =   0,600   m e 450   k g de massa é suspenso por uma corda em um tanque aberto que contém um líquido de massa específica 1030   k g / m ³ . Determine (a) o módulo da força total exercida sobre a face superior do cubo pelo líquido e pela atmosfera, supondo que a pressão atmosférica é 1,00   a t m , (b) o módulo da força total exercida sobre a face inferior do cubo e (c) a tensão da corda. (d) Calcule o módulo da força de empuxo a que o cubo está submetido usando o princípio de arquimedes. Que relação existe entre todas essas grandezas?

Passo 1

Falaaa galerinha do RespondeAí, tudo belezinha?

Se liga só, aqui nesse exercício a gente tem um cubo de massa m = 450   kg suspenso em um tanque aberto que contém um líquido de massa específica ρ = 1030   kg/m³ .

Belezoca, e sabendo que o cubo possui uma aresta L = 0,600   m , na letra (a) o enunciado nos pede para determinar o módulo da força total exercida sobre a face superior do cubo pelo líquido e pela atmosfera, supondo que a pressão atmosférica é 1,00   atm

  1. Para calcular a força total atuante sobre a superfície superior do cubo, vamos analisar a pressão total exercida nela pelo líquido e pela atmosfera. Para isso, vamos usar a expressão

p y = p a t m + ρ g y

Onde y é a distância do nível do ponto analisado até a superfície da água.

Em y = L / 2 (onde está localizada a superfície superior do cubo), temos:

p t o p o = p a t m + ρ g L 2

Segue que:

p t o p o = 1,01 × 10 5   Pa + 1030 kg/m³ 9,8   m/s² 0,600 2   m

p t o p o = 1,01 × 10 5 + 3028,2

p t o p o = 1,01 × 10 5 + 0,03 × 10 5

Logo:

p t o p o = 1,04 × 10 5

Passo 2

Iradoso, agora podemos lembrar que a relação entre força e pressão é dada como:

F = p A

Ou seja, a força será dada pelo produto entre a pressão nessa face multiplicada pela área dessa mesma face:

F t o p o = p t o p o A

F t o p o = p t o p o L 2

Logo:

F t o p o = 1,04 × 10 5 × 0,6 2

F t o p o ≅ 3,7 5 × 10 4   N

Resposta

  1. F t o p o ≅ 3,75 × 10 4   N
Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

A figura mostra uma parede feita de quatro camadas, de condutividades térmicas k 1 = 0,060 W m . K , k 3 = 0,040 W m . K e k 4 = 0,12 W m . K ( k 2 não é conhecida). As espessuras das camadas são L 1
Na Figura, duas barras retangulares metálicas de mesmas dimensões e feitas da mesma substância são soldadas pelas faces de menor área e mantidas a uma temperatura T 1=0 º C º do lado esquerdo e a uma
Na figura, um bloco retangular é gradualmente empurrado para dentro de um líquido. O bloco tem uma altura d ; a área das faces superior e inferior é A=5,67c m ² ² . A Fig. 14-39b mostra o peso aparent
Na Fig 14-38, um cubo de aresta L=0,600m e 450k g de massa é suspenso por uma corda em um tanque aberto que contém um líquido de massa específica 1030k g / m ³ ³. Determine (a) o módulo da força total
Na Fig 14-38, um cubo de aresta L=0,600m e 450k g de massa é suspenso por uma corda em um tanque aberto que contém um líquido de massa específica 1030k g / m ³ ³. Determine (a) o módulo da força total