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Duas esferas homogêneas A e B, unidas por um fio ideal na posição vertical, encontram-se em equilíbrio estático completamente imersas em um líqui...

Duas esferas homogêneas A e B, unidas por um fio ideal na posição vertical, encontram-se em equilíbrio estático completamente imersas em um líquido homogêneo em repouso de densidade 31kg dm , contido em um recipiente apoiado na superfície da Terra, conforme desenho abaixo. As esferas A e B possuem, respectivamente, as massas Am 1kg= e Bm 5 kg.= Sabendo que a densidade da esfera B é de 32,5 kg dm , o volume da esfera A é de

a) 32 dm .
b) 33 dm .
c) 34 dm .
d) 35 dm .
e) 36 dm .

Essa pergunta também está no material:

AULA EXTRA 2 - REVISÃO EsPCEx - 24 09 2020 - ALUNOS (1)
25 pág.

Física Colegio AnchietaColegio Anchieta

Respostas

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Para resolver esse problema, podemos utilizar o princípio de Arquimedes, que afirma que um corpo imerso em um fluido sofre uma força de empuxo igual ao peso do fluido deslocado por ele. No caso das esferas A e B, como elas estão em equilíbrio estático, a força de empuxo que atua sobre cada uma delas é igual ao peso da esfera. Assim, temos: Para a esfera A: Peso = massa x gravidade = Am x g Empuxo = densidade do líquido x volume deslocado x gravidade = 31 x V x g Para a esfera B: Peso = Bm x g Empuxo = densidade do líquido x volume deslocado x gravidade = 32,5 x V x g Como as esferas estão unidas por um fio ideal, a força de tração no fio é a mesma para ambas. Assim, temos: Tensão no fio = Peso A + Peso B = Am x g + Bm x g Igualando as expressões de empuxo para as esferas A e B e substituindo as expressões de peso, temos: 31 x V x g = Am x g + Bm x g + 32,5 x V x g V = (Am + Bm)/(31 - 32,5) V = (1 + 5)/(-1,5) V = -4 dm³ Como o volume não pode ser negativo, concluímos que não há solução para o problema. Portanto, a resposta correta é letra E) 36 dm³.

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