Uma esfera de alumínio está flutuando na superfície da água contida em um recipiente. No entanto, metade do seu volume está submerso. Dessa maneira, é CORRETO afirmar que:
a) a esfera é oca e a densidade da esfera é igual à metade da densidade da água.
b) a esfera é maciça e a densidade da esfera é o dobro da densidade da água.
c) a densidade do alumínio é igual à metade da densidade da água.
d) a esfera é maciça e a densidade da esfera é igual à metade da densidade da água.
Respostas
Desfera= 500 kg / m³
Ocorre que a dens do Al =2700kg/m3, então a esfera é oca
LETRA A
Levando em consideração as forças presentes na esfera, que são a força empuxo e a força peso, podemos afirmar que a esfera é oca e a densidade da esfera é igual à metade da densidade da água (Alternativa a).
O que é a força empuxo?
É a força atuante em objetos que estão parcialmente ou completamente imersos em um fluido, como no exemplo acima, na água.
Quando algo está submerso, o volume submerso corresponde ao volume deslocado de água. Isso ocorre quando colocamos um ovo para ferver, podemos observar que, ao mergulhar ovo na água, a altura da água aumenta, isso se deve pois existe um volume de água deslocado para cima devido ao mergulho do ovo e este volume é exatamente o volume do ovo.
O empuxo é proporcional ao peso do volume de água deslocado (Vagua):
Empuxo = ρf * Vagua * g
No qual: ρf é a densidade do fluido.
No exercício acima, temos o seguinte balanço de forças:
Empuxo = Peso
ρf * Vagua * g = m * g
ρf * 1/2(Vesfera) * g = ρesfera * Vesfera * g
ρesfera = ρf/2
Com isso, podemos afirmar que a densidade da esfera é igual à metade da densidade da água.
Além disso, como a ρalumínio = 2700 kg/m³ e a ρagua = 1000 kg/m³, podemos afirmar que para que a esfera de alumínio boie, ela precisa ter uma densidade igual à metade da densidade da água e isso só é possível se ela não for maciça, ou seja, for oca.
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