A figura representa um cilindro flutuando na superfície da água, preso ao fundo do recipiente por um fio tenso e inextensível.

Acrescenta-se aos poucos mais água ao recipiente, de forma que o seu nível suba gradativamente. Sendo E⇀o empuxo exercido pela água sobre o cilindro, T⇀ a tração exercida pelo fio sobre o cilindro, P⇀ o peso do cilindro e admitindo-se que o fio não se rompe, pode-se afirmar que, até que o cilindro fique completamente imerso,

A) o módulo de todas as forças que atuam sobre ele aumenta.
B) só o módulo do empuxo aumenta, o módulo das demais forças permanece constante.
C) os módulos do empuxo e da tração aumentam, mas a diferença entre eles permanece constante.
D) os módulos do empuxo e da tração aumentam, mas a soma deles permanece constante.
E) só o módulo do peso permanece constante; os módulos do empuxo e da tração diminuem.

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Resposta:

A alternativa correta é letra C

Este exercício exige o conhecimento das leis de Newton, especificamente força resultante

Conceito: força resultante é a soma vetorial de todas as forças envolvidas no problema.Vide (1)

Logo temos 3 forças existentes no problemas

\begin{array}{l} E = d v g (m o d u l o d o e m p u x o) \\ P = m g (m o d u l o d a f o r ç a p e s o) \\ (1) \vec{E} + \vec{P} + \vec{T} = 0 (c o r p o e m e q u i l i b r i o) \\ (2) T = E - P \end{array}

onde v=volume deslocado pelo corpo, d=densidade do líquido, g=constante da gravidade e m=massa do corpo.Sabendo-se que, a força de empuxo tem sentido vertical e direção pra cima , a força peso tem sentido vertical, mas com direção para baixo.E adotando a direção para cima como sentido positivo, chegamos na equação (2).

Logo o único valor que se altera é o volume deslocado pelo corpo, esse que aumenta a medida que aumenta o nível de água, com isso o empuxo aumenta, logo:

\begin{array}{l} (3) \frac{E}{v} = d g = c o n s \tan t e, v ↑ E ↑ \\ E - T = P = c o n s \tan t e, T ↑ E ↑ \end{array}

O aumento de v implica no aumento de E, pois esses são valores diretamente proporcional , vide(3), a tração aumenta, pois P=constante, com isso maior E maior a tração.

Logo temos a resposta "c"

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A figura representa um cilindro flutuando na superfície da água, preso ao fundo do recipiente por um fio tenso e inextensível.

Resposta:

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