Enunciado

Suponha que o petróleo de um superpetroleiro tenha densidade igual a 750   k g / m 3 . O navio fica encalhado em um banco de areia. Para fazer o navio flutuar novamente, sua carga é bombeada para fora e armazenada em barris, cada um deles com massa igual a 15,0   k g quando vazio e com capacidade para armazenar 0,120   m 3 de petróleo. Despreze o volume ocupado pelo aço do barril. (a) Se um trabalhador transportando os barris acidentalmente deixa um barril cheio e selado cair pelo lado do navio, ele flutuará ou afundará na água do mar? (b) Se o barril flutuar, qual a fração de seu volume que ficará acima da superfície da água? Se ele afundar, qual deveria ser a tensão mínima na corda necessária para rebocá-lo desde o fundo do mar para cima? (c) Repita as partes (a) e (b) supondo que o petróleo tenha densidade igual a 91 0   k g / m 3 e que a massa de cada barril vazio seja igual a 32,0   k g

Passo 1

Oii pessoal, show de bola??

“A loucura é como a gravidade, só precisa de um empurrãozinhooo...”

Bora empurrar e macetar essa questãozinha comigo agora

Para resolvermos esse problema, devemos aplicar os nossos conhecimentos sobre a densidade e flutuação de corpos.

Então bora lá

  1. Para resolver este item, iremos calcular o valor da densidade do barril cheio de óleo e iremos comparar com a densidade da água, portanto:
  2. m = ρ V

    m = 750 ⋅ 0,12

    m = 90   k g

    ρ c o n j u n t o = 90 + 15 0.12

    = 875   k g / m 3

    Portanto, podemos concluir que, com a densidade do barril cheio é menor que a da água, o barril irá flutuar.

    Passo 2

  3. Para calcularmos a fração do volume emerso, temos que
  4. P = E

    105 ⋅ 9,81 = 1000 ⋅ 9,81 ⋅ V

    V = 0,105   m 3

    V a c i m a = 0,12 - 0,105

    V a c i m a = 0,015   m 3

    Portanto, o volume acima será igual á V a c i m a = 0,015 m 3

    Passo 3

  5. Para conseguirmos resolver essa letra, iremos calcular o valor da densidade do barril cheio de óleo e iremos comparar com a densidade da água, portanto:

m = ρ V

m = 910 ⋅ 0,12

m = 10 9 , 2   k g

ρ c o n j u n t o = 10 9 , 2 + 32 0.12

= 1,177   k g / m 3

Passo 2

Para calcularmos a força necessária para remover o barril da água, faremos da seguinte maneira:

F = P - E

F = 1177 ⋅ 9,81 ⋅ 0,12 - 1030 ⋅ 9,81 ⋅ 0,12

F = 173   N

Portanto, o barril afunda, e a tensão necessária para remover o barril do fundo do vale é de 173   N .

“Faça seus medos terem medo de você”

Resposta

  1. Portanto, podemos concluir que, com a densidade do barril cheio é menor que a da água, o barril irá flutuar.
  2. Portanto, o volume acima será igual á V a c i m a = 0,015 m 3
  3. Portanto, o barril afunda, e a tensão necessária para remover o barril do fundo do vale é de 173   N .

Exercícios de Livros Relacionados

Uma casca esférica de cobre, com um diâmetro externo de 12,0c m , flutua na água com metade do seu volume acima da superfície da água. Determine o diâmetro interno da casca. A cavidade dentro da casca
Um balão com ar quente possui volume igual a 2.200 m 3 . O tecido (envoltório) do balão pesa 900 N. A cesta com os equipamentos e o tanque cheio de propano pesam 1.700 N. Se o peso máximo que o balão
Um grande bloco cúbico de madeira de densidade uniforme com 40,0 kg está flutuando em um lago de água doce com 20,0% de seu volume acima da superfície da água. Você deseja colocar tijolos sobre o bloc
Os valores de densidade na Tabela 14.1 são listados em ordem crescente. Um estudante de química observa que os quatro primeiros elementos químicos incluídos também estão listados em ordem crescente de