Inicialmente, um barquinho flutua em repouso na superfície da água contida em um balde, como ilustra a figura 1. Então, um pouco da água do balde é transferida suavemente para dentro do barquinho (figura 2) que, finalmente, volta ao repouso ainda flutuando na superfície da água (figura 3). Tanto na situação inicial, quanto na final, a água do balde está em equilíbrio hidrostático.
Indique se o nível da água no balde na situação final é menor, igual ou maior do que o nível na situação inicial. Justifique sua resposta.
Tanto antes quanto depois de a água ser colocada no interior do barquinho, o módulo do empuxo sobre o sistema é igual ao módulo do peso do sistema: Ei = Pi e Ef = Pf onde i significa situação inicial e f, situação final. Subtraindo a primeira equação da segunda, obtemos a variação do empuxo Ef – Ei = Pf – Pi, ou seja, ∆E = mag = ρagVa, onde ρa é a densidade volumar da água e Va, o volume da quantidade de água inserida no barquinho. Uma vez que ∆E = ρag∆Vd, onde Vd é o aumento no volume de água deslocada pelo barquinho, concluímos que Vd = Va, o que nos permite afirmar que o nível da superfície livre da água no balde permanecerá o mesmo.
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