Exercícios resolvidos de empuxo

Exercícios resolvidos de empuxo

1. 1) Um cubo de borracha de massa 100 g está flutuando em água com 1/3 de seu volume submerso. Sabendo-se que a
densidade da água é de 1g/cm³e tomando-se como aceleração da gravidadeg = 10m/s². Qual é o volume do cubo de
borracha?
Resolução:
Massa =100g , convertendo pra kg, fica 0,1 kg (é só dividir por mil)
Como o cubo de borracha está flutuando, a força empuxo é igual a força peso (E = P).
E = P
..=.
1000.
1
3
..10=0,1.10
10000
3
.=1
=
3
10000
=0,0003³
Explicação: Se multiplica poro valor de V, por que essa é a parte do cubo que está submersa. Se iguala o empuxo com
o peso por que o cubo está flutuando.
2) Quando um corpo de 3,0 kg está completamente imerso emágua, cuja densidade é d = 1,0 g/cm³,apoiado sobre uma
balançaela marca 20 N. Calcule o volume desse corpo.
Resolução
Nesse caso a força peso é menor do que o empuxo. Logo, o peso na água é aparente (conforme dito na aula).
Peso aparente = peso–empuxo.
Já que nos foi informado a massa do corpo, vamos calcular o peso dele> P = m . g = 3 . 10 = 30N
Substituindo na formula fica:
Peso aparente = peso–empuxo
20 = 30–empuxo , E = 10N
Agora que sabemos o empuxo, fica fácil calcular o volume do objeto.
E = D . V . g = 10
1000 . V . 10 = 10
=
10
10000
=0,001³
Observação: Nesse caso o volume do objeto é o mesmo volume do líquido deslocado. Isso ocorre por que o objeto está
totalmente debaixo d’água.
3)A figura a seguir mostra uma caixacúbica de aresta a = 20 cm emassa M = 10 kg, imersa em água, sendo mantida em
equilíbriopor um fio muito leve preso ao teto. Determine a tração no fio, emnewtons.
Resolução

2. Sempre que se pergunta tração de um fio, significa perguntar a força que ofio exerce para continuar o corpo
em equilíbrio. Nesse caso o corpo está debaixo d’água então o seu peso é aparente, isto é, o corpo fica mais
leve por causa do empuxo. A tração se dá pelo cálculo do peso aparente do corpo.
Fórmula: PESO APARENTE = PESO–EMPUXO.
Peso = m . g
Peso = 10 . 10
Peso = 100 N
Antes de calcular o empuxo, precisamos calcular o volume. O enunciado diz que a aresta(lado) vale 20 cm.
V = (20)³ cm = 8000 cm³ , convertendo pra m³ fica = 0,008 m³
Empuxo = d . v . g
Empuxo = 1000 . 0,008 . 10
Empuxo = 80 N
PESO APARENTE = PESO–EMPUXO.
PESO APARENTE = 100–80
PESO APARENTE = 20 N
4) Um bloco de madeira de volume V = 60 cm³, totalmentesubmerso, está atado ao fundo de um recipiente cheio de água
pormeio de um fiode massa desprezível. O fio é cortado e o blocoemerge na superfície com 1/4 de seu volume fora da
água. Sendog = 10 m/s²a aceleração da gravidade e D = 1 g/cm³a massaespecífica da água, calcule:
a) a massa específica do bloco.
b) a tração no fio, antes de ser cortado.
Resolução:
a) Para se resolver a letra a vamos ter que relembrar o conceito de massa específica. Neste caso a massa
específica do objeto é a mesma coisa que densidade.
Fórmula:=.Temos o volume mas não temos a massa. Como iremos calcular a massa específica
(densidade)?
Como após ser cortada a corda ele flutua, isso quer dizer, que o empuxo é igual ao peso.
E = P
..=.
Na fórmula da densidade m = v . d. Então fica assim:
..=..
1.45.10=60..10
450000=600
=
450
600
=0,75/³
Observação:
Vocês repararam que no lugar decoloquei45. Por que isso ocorre? Por que 45 é ¾ de 60. No
enunciado está dito que ¼ está fora d’água, ou seja, ¾ estão dentro d’água.
Repararam que no final a resposta deu em g/cm³?Isto ocorre por que o volumefoi dado em cm³ , a
densidade do líquido também em g/cm³. O exercício não pediu mas vou resolver também com os
valores convertidos para você ver como irá ficar: