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Cesgranrio · BR Distribuidora · Técnico(a) de Operação Júnior · 2010 · questão 39

Cesgranrio BR Distribuidora 2010 Física · Empuxo e princípio de Arquimedes

Questão 39

Figura da prova, arquivo q39_fig01.png

A figura acima apresenta um corpo de massa 300g totalmente imerso em um líquido cuja densidade é 800kg/m\(^{3}\). Esse corpo é preso por um fio, de massa desprezível, ao braço de uma balança equilibrada. O prato da balança também tem massa desprezível e suporta um corpo de massa 100g. O volume do corpo, em cm\(^{3}\), vale

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Resposta da banca: C

Resolução comentada

Situar o problema antes de calcular.

Assunto

Empuxo de Arquimedes medido por uma balança: o fio sustenta o peso menos o empuxo, e o empuxo dá o volume.

Objetivo

Achar o volume de um corpo de 300 g imerso num líquido de 800 kg/m³, sabendo que a balança equilibra com 100 g do outro lado. O que está em jogo é ler o equilíbrio do fio e transformar empuxo em volume.

Conceitos para revisar

Empuxo

O líquido empurra o corpo para cima com força igual ao peso do líquido que o corpo desloca.

\[E = \rho_{\ell}\, V\, g\]
ρ_ℓdensidade do líquido
Vvolume imerso, aqui o volume todo

Equilíbrio do corpo no fio

Peso para baixo, tração do fio e empuxo para cima. A tração é o que a balança sente.

\[T = P - E\]
Ttração no fio
Ppeso do corpo

Balança de braços iguais

Com o prato sem massa, a tração no fio equilibra o peso da massa de 100 g do outro lado.

\[T = m_{\text{prato}}\, g\]
m_prato100 g

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