O Princípio de Arquimedes, conceito fundamental no estudo da hidrostática, pode ser enunciado da seguinte forma: “Um corpo total ou parcialmente imerso em um fluido recebe desse fluido um empuxo igual e contrário ao peso da porção do fluido deslocado e aplicado no centro de gravidade do mesmo”. Com base nesse princípio, se um cubo de gelo flutua sobre água gelada num copo, estando a temperatura dessa água próxima a 0 °C, o gelo derrete sem que haja mudança apreciável de temperatura. Nesse contexto, analise as afirmações a seguir. I – Se o cubo de gelo for uniforme, o nível da água no copo não se altera. II – Se o cubo de gelo estiver com um volume de ar aprisionado, o nível de água no copo desce. III – Se o cubo de gelo possuir uma pequena massa de ferro em seu interior, o nível de água no copo sobe. Está correto o que se afirma em
O Princípio de Arquimedes, conceito fundamental no estudo da hidrostática, pode ser enunciado da seguinte forma: “Um corpo total ou parcialmente imerso em um fluido recebe desse fluido um empuxo igual e contrário ao peso da porção do fluido deslocado e aplicado no centro de gravidade do mesmo”.
Com base nesse princípio, se um cubo de gelo flutua sobre água gelada num copo, estando a temperatura dessa água próxima a 0 °C, o gelo derrete sem que haja mudança apreciável de temperatura. Nesse contexto, analise as afirmações a seguir.
I – Se o cubo de gelo for uniforme, o nível da água no copo não se altera.
II – Se o cubo de gelo estiver com um volume de ar aprisionado, o nível de água no copo desce.
III – Se o cubo de gelo possuir uma pequena massa de ferro em seu interior, o nível de água no copo sobe.
Está correto o que se afirma em
- A)I, apenas.
- B)I e II, apenas.
- C)I e III, apenas.
- D)II e III, apenas.
- E)I, II e III.
Resposta:
A alternativa correta é B)
Vamos analisar cada uma das afirmações para entender melhor o que ocorre nesse sistema.
Para a afirmação I, se o cubo de gelo for uniforme, o princípio de Arquimedes nos diz que o empuxo exercido pelo fluido (água) sobre o gelo é igual ao peso do fluido deslocado. Como o gelo é menos denso que a água, o empuxo é maior que o peso do gelo, fazendo com que ele flutue. Quando o gelo derrete, a massa de água resultante ocupa exatamente o mesmo volume do gelo original, pois a densidade do gelo é menor que a da água. Portanto, o nível da água no copo não se altera.
Já para a afirmação II, se o cubo de gelo estiver com um volume de ar aprisionado, o volume do fluido deslocado pelo gelo é menor do que o volume do gelo. Isso ocorre porque o ar aprisionado ocupa um volume, mas não tem massa significativa. Quando o gelo derrete, o volume de água resultante é menor do que o volume do gelo original, fazendo com que o nível da água no copo desça.
Em relação à afirmação III, se o cubo de gelo possuir uma pequena massa de ferro em seu interior, o peso do gelo é maior do que o peso do fluido deslocado. Isso faz com que o empuxo exercido pelo fluido seja menor do que o peso do gelo, fazendo com que ele afunde. Quando o gelo derrete, a massa de água resultante, que inclui a massa de ferro, ocupa um volume maior do que o volume do gelo original, fazendo com que o nível da água no copo suba. No entanto, como a massa de ferro é pequena em relação ao volume do gelo, o efeito sobre o nível da água é insignificante. Portanto, essa afirmação está errada.
Portanto, as afirmações I e II estão corretas, e a resposta certa é B) I e II, apenas.
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