Unit-SE 2019/1
O empuxo é uma força hidrostática e uma grandeza vetorial que representa a força resultante exercida pelo fluido sobre um determinado corpo.
Considere um objeto de massa m = 8,0kg e volume de 2,5L que se encontra imerso em um recipiente que contém água.
Sendo a densidade da água igual a 1,0g/cm3 e a aceleração da gravidade local igual a 10m/s2, é correto afirmar que o peso aparente do objeto quando totalmente imerso na água, em N, é igual a
45,0
50,0
55,0
60,0
65,0
Resolução
1. Cálculo do peso real do corpo:
\[ P = m\,g = 8,0\,\text{kg}\;\times\;10\,\text{m/s}^2 = 80\,\text{N}. \]
2. Cálculo do empuxo (força de Arquimedes):
- Volume: \(2{,}5\,\text{L} = 2{,}5\times10^{-3}\,\text{m}^3\).
- Densidade da água: \(\rho = 1{,}0\,\text{g/cm}^3 = 1000\,\text{kg/m}^3\).
\[ E = \rho\,g\,V = 1000\,\text{kg/m}^3 \times 10\,\text{m/s}^2 \times 2{,}5\times10^{-3}\,\text{m}^3 = 25\,\text{N}. \]
3. Peso aparente (força que a balança indicaria quando o corpo está totalmente submerso):
\[ P_{\text{aparente}} = P - E = 80\,\text{N} - 25\,\text{N} = 55\,\text{N}. \]
Portanto, o peso aparente é 55 N.
Dicas
Erros Comuns
Empuxo (E): força vertical, para cima, igual ao peso do fluido deslocado: \(E = \rho\,g\,V\).
Peso real (P): força gravitacional sobre o corpo: \(P = m\,g\).
Peso aparente (Pa): resultado da subtração entre peso real e empuxo: \(P_a = P - E\). Quando o corpo está totalmente submerso, seu volume desloca exatamente o mesmo volume de fluido.
Conversões importantes: 1 L = 1000 cm³ = \(10^{-3}\) m³; 1 g/cm³ = 1000 kg/m³.
