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Física – Óptica, Fluidos e Termologia 
Lista 2 -2019B Princípio de Arquimedes, de Pascal. Empuxo. Flutuação de corpos 
Profª Drª Sonia E M Gonzatti 
 
Questões conceituais 
C1 – Quando um corpo é imerso em um líquido em repouso, por que a força resultante sobre ele na direção 
horizontal é igual a zero? 
C2- Um navio flutua mais alto na água de um lago ou no oceano? Por quê? 
C3 - Um barco está navegando em um rio e depois ingressa no mar. Nessa situação, responda: a) O que 
acontece com o volume de água deslocado pelo barco quando migra do rio para o mar? Explique: 
b) Nas duas situações (rio e mar) como se comparam o peso do barco e o empuxo exercido pela água? 
 
C4) Cubos de chumbo e de alumínio de volumes idênticos são suspensos em diferentes profundidades por dois 
fios em um grande tanque de água. Justifique todas as suas 
respostas. Dados: Al = 2,7.10³ kg/m³; Pb = 11,3.10³ kg/m³. 
a) Em qual dos blocos a força de empuxo é maior? 
b) Em qual dos cubos a tensão no fio é maior? 
c) Qual dos cubos é submetido a uma força maior em sua face 
superior? 
d) Em qual dos cubos a diferença de pressão entre as faces 
superior e inferior é maior? 
e) Se os dois blocos, agora, tivessem a mesma massa, qual deles 
sofreria maior empuxo? 
 
C5) Quais são as condições básicas para que um corpo flutue – em 
equilíbrio – em relação a um líquido? 
 
 
Problemas analíticos e quantitativos: 
1. Na figura a seguir, que força deve ser exercida em A para suportar o automóvel de 0,85Mg em 
B? O diâmetro em A é de 17mm e o diâmetro em B é de 300mm. (1M=106). R: 27N 
 
 
 
 
 
2. Considere um macaco hidráulico como o da figura acima, no qual em A é exercida uma força que 
é 1/20 da força exercida em B. Qual será o diâmetro do cilindro A se o cilindro B tem diâmetro de 40 
cm? R: 8,9 cm 
 
3. O pistão grande de uma prensa hidráulica tem 20 cm de raio. Que força deve ser aplicada ao pistão 
pequeno, de 2 cm de raio, para elevar um carro com 1500 kg de massa? R: 147 N. 
 
4. No problema anterior, uma força de 147 N é aplicada ao pistão pequeno para erguer um carro que 
pesa 14.700 N. Demonstre que esse fato não viola o princípio de conservação da energia mecânica, 
mostrando que, quando o carro é erguido de uma distância h, o trabalho feito pela força de 147 N que 
age no pistão pequeno é igual ao trabalho feito pelo pistão grande para erguer o carro. 
 
 
 
DIFERENTES FORMAS DE CONCEBER E MENSURAR O EMPUXO 
A B 
 
Física – Óptica, Fluidos e Termologia 
Lista 2 -2019B Princípio de Arquimedes, de Pascal. Empuxo. Flutuação de corpos 
Profª Drª Sonia E M Gonzatti 
 
 
5. Um bloco de metal de 10,0 kg que mede 12,0 cm x 10,0 cm x 10,0 cm 
é suspenso por uma balança de mola (dinamômetro) e imerso na água. A 
dimensão de 12 cm é vertical e o topo do bloco está 5,0cm abaixo da 
superfície da água. (a) Quais são os valores de forças agindo no topo e no 
fundo do bloco? (considere a pressão atmosférica igual a 1,01.105 N/m²). (b) 
Qual é a leitura do dinamômetro? (c) Mostre que o empuxo iguala a diferença 
das forças no fundo e no topo do bloco. R: a) Ftopo=1014,9N; Finf = 
1026,66N; b) T = Paparente = 86,24N. (c) E = 11,76N. 
 
6. Um lingote de alumínio sólido pesa 89 N no ar. (a) Qual é o seu volume? 
(b) o lingote é suspenso por uma corda leve e totalmente imerso na água. 
Qual é a tensão na corda (o peso aparente do lingote na água)? A) 3,36.10-
3m³; (b) T = Pap = P – E = 56,03N 
 
 
7. Uma âncora de ferro (ρ = 7870 kg/m3) parece 200 N mais leve na água que no ar. (a) Qual o 
volume da âncora? (b) Qual o seu peso no ar? (c) Qual a sua massa? 
R: a) 2,04.10-2m3 b) 1570 N c) 160,6 kg. 
 
8. Uma amostra de minério pesa 17,50 N no ar. Quando a amostra é suspensa por uma corda leve e 
totalmente imersa na água, a tensão na corda é igual a 11,20 N. Calcule o volume total e a densidade 
da amostra. R: 6,43.10-4 m³; 2,78.10³ kg/m³. 
 
9. Um pedaço grande de cortiça pesa 0,285 N no ar. Quando mergulhado em água e preso a um 
dinamômetro (veja figura problema 43, Tipler e Mosca, 5ª ed, vol I, cap. 13) ele acusa 0,855 N. 
Calcule a massa específica da cortiça. R: 250 kg/m³ 
 
10. Uma arca de tesouros tem 92 kg e 0,031 m3. (a) Supondo que esta arca esteja no fundo do oceano, 
que força será necessária para içá-la com velocidade constante? (b) Que força seria necessária para 
que se ficasse segurando a arca com metade de seu volume submerso? R: a) 589N b) 745N 
 
11. Uma estátua de ouro de 15,0 kg está sendo içada de um navio submerso. Qual é a tensão no cabo 
de sustentação quando a estátua está em repouso: (a) completamente submersa; (b) fora da água? 
R: a) 139N b) 147N 
 
12. Um balão de hélio ergue uma cesta e uma carga, que correspondem ao peso total de 2.000 N 
sob condições normais. Nessas condições, a massa específica do ar é 1,29 kg/m3, e a do hélio é de 
0,178 kg/m³. Qual deve ser o volume mínimo do balão? R: 183 m³ 
 
FLUTUAÇAO DE CORPOS 
 
13. Um corpo maciço e homogêneo flutua na água com 80% do seu volume submerso. O mesmo 
corpo, quando colocado em outro líquido, flutua com 72% de seu volume submerso. Determine a 
massa específica do corpo e a densidade do fluido. R: 800 kg/m³; 1,11 g/mL 
 
Física – Óptica, Fluidos e Termologia 
Lista 2 -2019B Princípio de Arquimedes, de Pascal. Empuxo. Flutuação de corpos 
Profª Drª Sonia E M Gonzatti 
 
14. Uma chata é um tipo de embarcação 
apropriado para pesca. Segundo o site 
http://www.barcosmogimirim.com.br/chata/, a chata 
600 (com 6m de comprimento) “pesa” 88 kg e pode 
suportar até 844 kg de carga. Inicialmente, ela está 
flutuando em um rio de água doce e depois ingressa 
no mar. Para sua análise, assuma g  10m/s². 
Considere que a chata esteja flutuando, parcialmente 
submersa e em equilíbrio, com carga máxima. Sobre 
essa situação, analise todas as afirmativas a seguir. 
Analise se estão corretas ou erradas e apresente sua argumentação. 
 
A – ( ) O peso da água (doce) deslocada pela chata é 9.320N. 
B - ( ) O volume de água deslocada pela chata é maior no mar do que no rio. 
C - ( ) O empuxo sofrido pela chata não varia quando ela migra do rio para o mar. 
D – ( ) O volume de água doce deslocada pela chata é de aproximadamente 932 L. 
E – ( ) O volume total da chata é tal que a razão m/V  1 g/mL. 
F – ( ) A chata só flutua porque seu peso é menor que o empuxo exercido pela água (doce ou salgada). 
 
15. (problema 47, cap 13, Tipler & Mosca, vol I). Um navio veleja da água do mar (1,025 de densidade) 
para a água doce e, então, afunda ligeiramente. Quando uma carga de 600.000 kg é removida do navio, a 
posição original é restabelecida. Admitindo que o casco do navio tenha chapas verticais na altura da linha de 
água, estime a massa do navio antes de ser descarregado. R: 2,46.107 kg 
 
16. Um iceberg está com 100 m3 de seu volume acima do nível da água do mar. Quanta água ele desloca? 
gelo=0,92 g/cm3. R: 836 m³. 
 
17. (problema 48, cap. 13, Tipler & Mosca, Vol I, 5ªed). Procure-o, resolva, discuta com seus colegas. 
 
18. (problema 79, Tipler & Mosca) Um bloco de madeira, com 1,5 kg de massa, flutua em água com 68% do 
seu volume submerso. Um bloco de chumbo é colocado sobre a madeira, que fica, então, completamente 
submersa, e o chumbo fica completamente fora da água. Estime a massa do bloco de chumbo. R: 0,706 kg 
 
19. Uma bola de pingue-pongue de 4,0g está presa por uma linha ao fundo de uma proveta. Quando a proveta 
está cheia d’água, fazendo com que a bola fique completamente submersa, a força na linha é de 2,8.10-2N. 
Pede-se: 
(a) Faça um diagrama das forças aplicadas à bola, para a condição de estar totalmente submersa. 
(b) Determine a intensidade do empuxo aplicado à bola. R 0,0672N 
(c) Determine o diâmetro da bola, em m e em cm. d  0,0236m (dica: resolva, primeiro, o volume de líquido 
deslocado, a partir da equação de empuxo). 
 
21. No caso de alinha que prende a bola se romper, ela irá subir e se (re) equilibrar na superfície. Para esta 
situação, responda: (a) Esboce o diagrama de forças sobre a bola para a situação em que ela está parcialmente 
submersa, já em repouso. 
(a) Qual deve ser a força resultante sobre a bolinha enquanto ela está subindo, mas ainda não chegou à 
superfície? Então, qual será sua aceleração durante a subida, em m/s²? (despreze a viscosidade da água). Dica: 
Escreva a expressão para a força resultante usando a segunda lei de Newton; depois, substitua os valores e 
resolva para Fr e a. R: Fr = 0,028N e a = 7 m/s² 
(b) O que acontece com a intensidade da força de empuxo à medida que a bolinha vai se deslocando para 
cima na proveta? ..... 
(c) Qual é o percentual de líquido deslocado, comparativamente ao volume da bolinha, depois que ela atinge 
o equilíbrio na superfície?  58% 
http://www.barcosmogimirim.com.br/chata/