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Prof. Thiago Miranda o-mundo-da-fisica.blogspot.com 1 EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO - EMPUXO 1. Um objeto com massa 400 g e volume de 25 ml está totalmente imerso em um líquido de densidade iguala 0,8 g/ml. Sendo g = 10 m/s2, calcule: a) o empuxo ao qual fica submetido o objeto; b) o seu peso aparente dentro do líquido; c) a aceleração com que desce enquanto não atinge o fundo do recipiente, desprezando-se quaisquer outras forças de resistência ao movimento. 2. Uma bola maciça de material homogêneo flutua na água, cuja densidade volumétrica é igual a 1 g/cm3. Se 10% do volume da bola estiver acima da superfície do líquido, qual será a densidade da bola? 3. (Fuvest) Uma esfera de alumínio ocupa um volume de 300 cm3 e possui massa de 200 g. a) Qual a densidade da esfera? b) Colocada numa piscina cheia de água, ela flutuará ou não? Explique. 4. Um cubo de madeira de densidade 0,6 g/cm3 é colocado num recipiente com água. Sabendo-se que a aresta do cubo mede 20 cm e que a densidade da água é 1 g/cm3, calcule a altura da parte submersa do cubo. 5. Um corpo está flutuando em um líquido. Nesse caso a) o empuxo é menor que o peso. b) o empuxo é maior que o peso. c) o empuxo é igual ao peso. d) a densidade do corpo é maior que a do líquido. e) a densidade do corpo é igual à do líquido 6. Uma pedra, cuja a massa específica é de 3,2 g/cm3, ao ser inteiramente submersa em determinado líquido, sofre um perda aparente de peso, igual à metade do peso que ela apresenta fora do líquido. A massa específica desse líquido é, em g/cm3: a) 4,8 b) 3,2 c) 2,0 d) 1,6 e) 1,2 7. Um ovo colocado num recipiente com água vai até o fundo, onde fica apoiado, conforme a figura. Adicionando-se sal em várias concentrações, ele assume as posições indicadas nas outras figuras B, C, D e E. A situação que indica um empuxo menor do que o peso do ovo é a da figura: a) A b) B c) C d) D e) E 8. No interior de um recipiente encontra-se um corpo em equilíbrio mergulhado num líquido de densidade 0,8 g/cm3, conforme a figura. Prof. Thiago Miranda o-mundo-da-fisica.blogspot.com 2 Se este mesmo corpo for colocado em outro recipiente, contendo água (densidade igual a 1g/cm3) podemos afirmar que: a) o corpo irá afundar e exercer força no fundo do recipiente. b) o corpo continuará em equilíbrio, totalmente submerso. c) o corpo não flutuará. d) o corpo flutuará com mais da metade do volume submerso. e) o corpo flutuará com menos da metade do volume submerso Prof. Thiago Miranda o-mundo-da-fisica.blogspot.com 1 GABARITO - EMPUXO 1. 𝑚 = 400 𝑔 = 0,4𝑘𝑔 𝑉𝑖 = 25 𝑚𝑙 = 25 𝑐𝑚 3 = 25 . 10−6 𝑚3 𝑑 = 0,8 𝑔/𝑚𝑙 = 0,8 𝑔/𝑐𝑚3 = 0,8 . 103 𝑘𝑔/𝑚3 a) 𝐸 = 𝑑 . 𝑉. 𝑔 = 0,8 . 103 . 25 . 10−6 . 10 = 20 . 10−2𝑁 = 0,2𝑁 b) 𝑃 = 𝑚. 𝑔 = 0,4 . 10 = 4𝑁 𝑃𝑎𝑝 = 𝑃 − 𝐸 = 4 − 0,2 = 3,8𝑁 c) 𝐹𝑅 = 𝑚. 𝑎 → 3,8 = 0,4 . 𝑎 → 𝑎 = 9,5 𝑚/𝑠 2 2. Como 10% é a parcela emersa (fora da água), a parte submersa tem 90% do volume total da bola (Vbola). Isto é, o volume de água deslocada (ou volume imerso da bola) é: 𝑉𝑖 = 90 100 𝑉𝑏𝑜𝑙𝑎 = 0,9𝑉𝑏𝑜𝑙𝑎 Na condição de equilíbrio, temos: 𝐸 = 𝑃𝑏𝑜𝑙𝑎. Logo, a igualdade que nos dará a densidade da bola é: 𝐸 = 𝑃𝑏𝑜𝑙𝑎 → 𝑑á𝑔𝑢𝑎 . 𝑉𝑖 . 𝑔 = 𝑑𝑏𝑜𝑙𝑎 . 𝑉𝑏𝑜𝑙𝑎 . 𝑔 → 𝑑á𝑔𝑢𝑎 . 𝑉𝑖 = 𝑑𝑏𝑜𝑙𝑎 . 𝑉𝑏𝑜𝑙𝑎 → 1 . 0,9 𝑉𝑏𝑜𝑙𝑎 = 𝑑𝑏𝑜𝑙𝑎 . 𝑉𝑏𝑜𝑙𝑎 𝑑𝑏𝑜𝑙𝑎 = 0,9 𝑔/𝑐𝑚 3 3. a) 𝑑 = 𝑚 𝑉 = 200 300 = 2 3 = 0,667 𝑔/𝑐𝑚3 b) A esfera irá flutuar, pois sua densidade é menor que a densidade da água. 4. 𝑉𝐶 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜 𝑉𝐿 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑜 𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒𝑠𝑙𝑜𝑐𝑎𝑑𝑜 𝐴 = á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑎 𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑑𝑜 𝑡𝑢𝑏𝑜 ℎ1 = 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒 𝑖𝑚𝑒𝑟𝑠𝑎 (𝑠𝑢𝑏𝑚𝑒𝑟𝑠𝑎) Como o tubo se encontra em equilíbrio, o peso do cubo é igual em módulo ao empuxo. 𝑃 = 𝐸 → 𝑑𝑐 . 𝑔 . 𝑉𝐶 = 𝑑𝐿 . 𝑔 . 𝑉𝐿 → 𝑑𝑐 . 𝐴 . ℎ = 𝑑𝐿 . 𝐴 . ℎ1 → 𝑑𝑐 . ℎ = 𝑑𝐿 . ℎ1 0,6 . 20 = 1 . ℎ1 → ℎ1 = 12 𝑐𝑚 5. Resposta: [b] 6. Resposta: [d] 𝑃𝑎𝑝 = 𝑃 2 → 𝑃𝑎𝑝 = 𝑃 − 𝐸 → 𝑃 2 = 𝑃 − 𝐸 → 𝐸 = 𝑃 2 → 𝑑𝐿 . 𝑉𝐿𝐷 . 𝑔 = 𝑑𝑐 . 𝑉𝐶 . 𝑔 2 𝑑𝐿 = 𝑑𝑐 2 = 3,2 2 = 1,6 𝑔/𝑐𝑚3 7. Resposta: [a] 8. Resposta: [d] 𝑃 = 𝐸 → 𝑑𝑐 . 𝑔 . 𝑉𝐶 = 𝑑𝐿 . 𝑔 . 𝑉𝐿 → 𝑑𝑐 . 𝑉𝐶 = 𝑑𝐿 . 𝑉𝐿𝐷 → 0,8 𝑉𝐶 = 1. 𝑉𝐿𝐷 → 𝑉𝐿𝐷 = 0,8𝑉𝐶