Questão resolvida - Uma bola de borracha está presa por um fio leve e inextensível no fundo de uma piscina com água, conforme ilustra a figura abaixo Se - Pressão Hidrostática - Física II

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• Uma bola de borracha está presa por um fio leve e inextensível no fundo de uma 
piscina com água, conforme ilustra a figura abaixo. Se o volume da bola submersa for 
 e sua massa for 100 g, qual será a tração no fio ? 5, 0.10 m4 3
Resolução:
 
O empuxo empurra a bola para cima, enquanto, a tração no fio a segura, formando um par 
de forças, ação reação, que se anulam;
 
 
 
E
Tf
Primeiro, calculamos a força peso da bola, dada por:
 
P = m ⋅ g
 
Onde: é a massa da bola e é a aceleração da gravidade ( ).m g g = 9, 81 m/s2
 
a massa da bola é , assim, precisamos convertê-la para quilogramas ( ):100 g kg
 
100 g = kg = 0, 1 kg
100
1000
Agora, calculamos a força peso:
 
P = 0, 1 × 9, 81 P ≅ 0, 98 Nkg m/s2 →
 
A força de empuxo exercida pela água na bola é igual ao peso do volume de água deslocado 
pela bola. A força de empuxo é dada pela fórmula:
 
E = 𝜌 ⋅V ⋅ gágua submerso
onde é a densidade da água (aproximadamente 1000 ), é o volume 𝜌água kg / m3 Vsubmerso
submerso da bola (dados como ), e é a aceleração da gravidade 5, 0 × 10 -4 m3 g
(usaremosaqui como ).9, 81 m / s2
 
Agora, calculando a força de empuxo, vem:
 
E = 1000 × 5, 0 × 10 × 9, 81 kg/m3 -4 m3 m/s2
 
E ≅ 4, 91 N
 
A tração no fio é a força resultante que mantém a bola em equilíbrio, ou seja, é a diferença 
entre a força de empuxo e o peso da bola:
 
T = E - Pf
 
T = 4, 91 - 0, 98f
 
T = 3, 93 N ≅ 4 Nf
 
 
(Resposta)