Questão resolvida - Um cubo de gelo flutua na superfície da água Calcule a fração submersa - Hidrostática - Física II

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• Um cubo de gelo flutua na superfície da água. Calcule a fração submersa do cubo. 
d = 0, 9 g / cm³; d = 1 g / cm³ ( GELO ÁGUA )
 
Resolução:
 
Nesse caso, o empuxo empurra o gelo para cima, enquanto a força peso empurra bloco de 
gelo para baixo, como visto no esquema a seguir;
 
 
 
Temos que a fração submersa do cubo de gelo do cubo de gelo é dada pela razão Fsub
entre o volume do cubo submerso e o volume total do cubo Podemos escrever Vsub V .Total
a equação para essa fração submersa como:
 
F =sub
V
V
sub
total
 
Primeiro, precisamos determinar o volume submerso do cubo de gelo. O volume do cubo é 
dado por;
 
V = Lcubo
3
 
Sabemos que a densidade do gelo é e e a densidade da água é d = 0, 9 gGELO
d = 1 g / cm³ÁGUA
 
 
Água
Gelo
E
P
O empuxo ( ) é dado pela expresão;E
 
E = d ⋅ g ⋅Vagua sub
Em que onde é a aceleração da gravidade.g
 
O peso do cubo de gelo é dado por;Pgelo
 
P = d ⋅ g ⋅Vgelo gelo total
 
Como o cubo está em equilíbrio, o peso do gelo é igual ao empuxo:
 
P = Egelo
 
d ⋅ g ⋅V = d ⋅ g ⋅Vgelo total agua sub
 
Dessa forma, podemos resolver para ;Vsub
 
V = ⋅Vsub
d
d
gelo
agua
total
 
Substituindo os valores conhecidos e resolvendo:
 
V = ⋅Vsub
0, 9 
1 
g/cm3
g/cm3
total
 
V = 0, 9 ⋅Vsub total
 
Agora, podemos calcular a fração submersa:
 
F = = = 0, 9sub
V
V
sub
total
0, 9 ⋅V
V
total
total
 
 
Logo, a fração submersa do cubo de gelo é de 0, 9 ou 90%. Ou seja, 90% do cubo estará
 submerso na água.
 
 
(Resposta )