PV Concursos

Cesgranrio · Petrobras · Técnico(a) de Operação Júnior · 2014 · questão 45

Cesgranrio Petrobras 2014 Física · Empuxo e princípio de Arquimedes

Questão 45

Uma empresa, para fazer propaganda de um produto em uma grande avenida, usa um balão esférico de raio 3,00 m, contendo gás hélio e preso ao solo através de uma corda, como mostra a Figura abaixo. A massa do balão vazio é de 50,0 kg.

Figura da prova, arquivo q45_fig01.png

Considerando que o balão fica parado em relação ao solo e desprezando a influência dos ventos e a massa da corda, qual é, aproximadamente, em N, a força de tração na corda que prende o balão ao solo?

  • Dados
  • Densidade do ar \(=1{,}20\) kg/m\(^{3}\)
  • Densidade do gás hélio \(=0{,}180\) kg/m\(^{3}\)
  • Aceleração da gravidade \(=10{,}0\) m/s\(^{2}\)
  • \(\pi = 3\)
Ver o gabarito oficial

Resposta da banca: C

Resolução comentada

Situar o problema antes de calcular.

Assunto

Empuxo do ar sobre um balão: a corda segura o que sobra do empuxo depois de descontar o peso do hélio e do balão.

Objetivo

Achar a tração na corda de um balão de 3 m de raio com hélio, massa vazia 50 kg. O que está em jogo é calcular o volume com π = 3 e fazer o balanço de três forças.

Conceitos para revisar

Empuxo do ar

Peso do ar deslocado pelo volume do balão.

\[E = \rho_{\text{ar}}\, V\, g\]
V = 4/3 π R³ = 4 × 27 = 108 m³ com π = 3

Equilíbrio

Para cima o empuxo; para baixo os pesos do hélio e do balão, e a tração.

\[T = E - \rho_{\text{He}} V g - m_{b} g\]
m_b50 kg

Organizar, Resolver e Acelerar são para quem entrou. Entre com a sua conta Google e veja as quatro etapas de todas as questões.

Entrar

Faça o simulado da sua ênfase: 20 questões, e você sabe a sua distância até os dois cortes do edital