Em um dia pela manhã, uma esfera de cortiça flutua na água contida em um recipiente. Estando ambas a temperatura ambiente (20 ºC), o volume da parte da esfera submersa na água é V. Ao meio-dia, estando ambas a nova temperatura ambiente (30 ºC), a esfera continua a flutuar na água, sendo o volume da parte submersa V`.
Os volumes V e V` da parte da esfera submersa na água são tais que:
- A) V` > V, pois a densidade da água sofreu um decréscimo
- B) V` = V, pois o empuxo sobre a esfera não se alterou
- C) V` = V, pois o decréscimo na densidade da água é compensado pelo acréscimo no volume da esfera
- D) V` < V, pois a densidade da cortiça sofreu um decréscimo e, consequentemente, seu peso ficou menor
- E) V` > V, pois a densidade da cortiça sofreu um decréscimo maior do que a densidade da água
Resposta:
A resposta certa é a letra A) V` > V, pois a densidade da água sofreu um decréscimo.
Vamos analisar o que aconteceu no problema. Inicialmente, a esfera de cortiça flutuava na água contida em um recipiente, ambas à temperatura ambiente de 20°C. Isso significa que a densidade da água era maior que a densidade da cortiça, pois a esfera estava flutuando.
Quando a temperatura ambiente aumentou para 30°C, a densidade da água diminuiu devido à expansão térmica. No entanto, a densidade da cortiça também sofreu uma expansão térmica, mas menor que a da água.
Como a densidade da água diminuiu mais que a densidade da cortiça, o volume da parte submersa da esfera (V`) aumentou. Isso ocorreu porque a esfera precisou se submeter mais à água para manter o equilíbrio de forças, pois a densidade da água era menor.
Portanto, a resposta certa é a letra A) V` > V, pois a densidade da água sofreu um decréscimo maior que a densidade da cortiça.
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