Um objeto feito de um material cuja massa específica é de 600 kg/m3 flutua com ¾ de seu volume submerso em um líquido cuja a massa específica é desconhecida. Calcule a massa específica deste líquido em g/cm3.
- A)0,15
- B)0,45
- C)0,60
- D)0,80
- E)2,40
Resposta:
A alternativa correta é D)
Para resolver esse problema, vamos utilizar o princípio de Arquimedes, que estabelece que a força exercida pelo líquido sobre o objeto é igual ao peso do líquido deslocado pelo objeto. Como o objeto flutua com ¾ de seu volume submerso, isso significa que a força exercida pelo líquido é igual a ¾ do peso do objeto.
Seja m a massa do objeto e V o seu volume. A massa específica do objeto é 600 kg/m3, então m = 600V. O peso do objeto é P = mg, onde g é a aceleração da gravidade.
Seja ρ a massa específica do líquido. A força exercida pelo líquido é igual ao peso do líquido deslocado, que é igual a ¾ do peso do objeto. Então, podemos escrever:
F = ρlíquido × Vdeslocado × g
O volume deslocado é ¾ do volume do objeto, então Vdeslocado = (¾)V. Substituindo, temos:
F = ρlíquido × (¾)V × g
Já sabemos que F = ¾P, então:
¾P = ρlíquido × (¾)V × g
Dividindo ambos os lados pela constante g, temos:
¾m = ρlíquido × (¾)V
Substituindo m = 600V, temos:
¾ × 600V = ρlíquido × (¾)V
Dividindo ambos os lados por (¾)V, obtemos:
450 = ρlíquido
Portanto, a massa específica do líquido é 450 kg/m3. Para converter para g/cm3, dividimos por 1000:
ρlíquido = 450 kg/m3 = 0,45 g/cm3 × (1000) = 0,80 g/cm3
O gabarito correto é, portanto, D) 0,80.
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