Em uma aula de laboratório sobre fluidos, um professor realiza dois experimentos. No primeiro, determina o peso de um objeto por meio de um dinamômetro e verifica que esse objeto possui um peso (W) de 100 N. Quando mergulhado em água, o dinamômetro indica um valor de 60 N. No segundo experimento, ele coloca um bloco de madeira em uma bacia com óleo, onde os estudantes podem observar que o bloco de madeira flutua com 80% do seu volume submerso. A respeito desses dois experimentos e considerando a massa específica da água ρágua = 103 kg/m3 e a aceleração da gravidade g≅ 10 m/s2 julgue os itens a seguir, assinalando (V) para os verdadeiros e (F) para os falsos. No primeiro experimento, o valor da massa específica do objeto ( ρo ) é de 400 kg/m3
Em uma aula de laboratório sobre fluidos, um professor realiza dois experimentos. No primeiro, determina o peso de um objeto por meio de um dinamômetro e verifica que esse objeto possui um peso (W) de 100 N. Quando mergulhado em água, o dinamômetro indica um valor de 60 N. No segundo experimento, ele coloca um bloco de madeira em uma bacia com óleo, onde os estudantes podem observar que o bloco de madeira flutua com 80% do seu volume submerso. A respeito desses dois experimentos e considerando a massa específica da água ρágua = 103 kg/m3 e a aceleração da gravidade g≅ 10 m/s2 julgue os itens a seguir, assinalando (V) para os verdadeiros e (F) para os falsos.
No primeiro experimento, o valor da massa específica do objeto ( ρo ) é de 400 kg/m3
- C) CERTO
- E) ERRADO
Resposta:
A alternativa correta é E)
Vamos analisar o primeiro experimento. O professor mediu o peso do objeto em 100 N e, quando o objeto foi mergulhado em água, o dinamômetro indicou 60 N. Isso significa que o objeto sofreu uma força de empuxo igual a 40 N (100 N - 60 N). Podemos utilizar a fórmula de Arquimedes para calcular a massa específica do objeto:
Fempuxo = ρágua × Vdeslocado × g
onde Fempuxo é a força de empuxo, ρágua é a massa específica da água, Vdeslocado é o volume de água deslocado pelo objeto e g é a aceleração da gravidade.
Para calcular a massa específica do objeto, precisamos calcular primeiro o volume de água deslocado. Podemos fazer isso utilizando a fórmula:
Fempuxo / (ρágua × g) = Vdeslocado
Substituindo os valores, temos:
40 N / (103 kg/m3 × 10 m/s2) = Vdeslocado
Vdeslocado ≈ 0,004 m3
Agora, podemos calcular a massa do objeto:
m = W / g
m ≈ 100 N / 10 m/s2 ≈ 10 kg
E, por fim, podemos calcular a massa específica do objeto:
ρo = m / V
onde V é o volume do objeto. Como o objeto deslocou 0,004 m3 de água, podemos supor que o volume do objeto é igual ao volume de água deslocado.
ρo = 10 kg / 0,004 m3 ≈ 2500 kg/m3
Portanto, a afirmação de que o valor da massa específica do objeto (ρo) é de 400 kg/m3 é ERRADA.
- C) ERRADO
- E) CERTO
Agora, vamos analisar o segundo experimento. O bloco de madeira flutua com 80% do seu volume submerso. Isso significa que o bloco de madeira está em equilíbrio com a força de empuxo do óleo. Podemos utilizar a fórmula de Arquimedes novamente para calcular a massa específica do bloco de madeira:
Fempuxo = ρóleo × Vdeslocado × g
onde ρóleo é a massa específica do óleo. Como o bloco de madeira flutua com 80% do seu volume submerso, podemos supor que o volume de óleo deslocado é igual a 80% do volume do bloco de madeira.
Podemos continuar analisando o experimento e calculando a massa específica do bloco de madeira, mas isso não é necessário para responder às questões.
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