Question

um pequeno submarino teleguiado, pesando 1200N no ar, movimenta-se totalmente submerso no mar em movimento horizontal, retilíneo e uniforme a 36km/h. Seus sistema propulsor desenvolve uma potência de 40kw. As intensidades da força, resistiva da água e do empuxo sobre o submarino valem, respectivamente e em newtons, quanto vale?

Answer 1

Vamos lá...

Nomenclaturas:

P = potência.
W = trabalho.
F = força.
v = velocidade.
E = empuxo.

Aplicação:

Observe que o exercício nos informa a orientação de movimento estabelecido pelo submarino, ou seja, horizontalmente.

O mesmo, também, nos informa o valor da velocidade estabelecida pelo submarino, entretanto, essa velocidade está sendo dada em Km/h, com isso, devemos efetuar a conversão para m/s, veja:

$v = \frac{36Km/h}{3.6} \\ \\ v = 10m/s.$

Agora que convertemos nossa unidade de velocidade, devemos lembrar a relação entre potência e velocidade média, assim:

$P = \frac{W}{t} \\ \\ P = \frac{F \times d}{t} \\ \\ 40 \times 1000 = F \times 10. \\ 40000 = 10F. \\ F = \frac{40000}{10} \\ \\ F = 4000N.$

Veja na imagem anexada que nossa força F, possui uma força de resistência, Fat, e que ambas devem ser igualadas:

$F = Fat = 4000N.$

Lembre-se que a força de empuxo exercida pelo fluido, no corpo, estará sempre oposta à força peso. Sabendo que não há movimento vertical no trajeto do submarino podemos afirmar que a força peso é igual a força do empuxo, siga:

$E = P. \\ E = m \: \times g. \\ E = 120 \times 10. \\ E = 1200N.$

Portanto, o valor da intensidade da força resistiva imposta pela água no submarino equivale a 4000 Newtons e, por fim, o valor da força de empuxo exercido pela água no submarino equivale a 1200 Newtons.

Espero ter ajudado!