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Uma esfera oca de ferro de peso 7,8 N é colocada em água, ficando totalmente submersa e sujeita a um empuxo de intensidade 3,0 N. Desprezando o pes...

Uma esfera oca de ferro de peso 7,8 N é colocada em água, ficando totalmente submersa e sujeita a um empuxo de intensidade 3,0 N. Desprezando o peso do ar contido no interior dessa esfera, considerando g = 10 m/s2 e as massas específicas da água e do ferro, respectivamente, iguais a 1,0 . 103 kg/m3 e 7,8 . 103 kg/m3, o volume da parte oca dessa esfera é igual a

a) 200 cm3.
b) 20 cm3.
c) 30 cm3.
d) 100 cm3.
e) 300 cm3.

Essa pergunta também está no material:

Estudo Ativo Vol 4 - Ciências da Natureza-298-300
3 pág.

Enem Ifc Campus VideiraIfc Campus Videira

💡 1 Resposta

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Para resolver esse problema, podemos utilizar o Princípio de Arquimedes, que afirma que um corpo imerso em um fluido sofre um empuxo vertical para cima igual ao peso do fluido deslocado por ele. No caso da esfera oca de ferro, o empuxo é de 3,0 N, que é igual ao peso do fluido deslocado pela esfera. Podemos calcular o volume da esfera oca utilizando a fórmula do volume da esfera e subtraindo o volume da esfera cheia de ferro pelo volume da esfera oca: Vesfera = (4/3)πr³ Vesfera cheia = (4/3)πr³ = (4/3)π(0,05m)³ = 5,24 . 10^-5 m³ Vesfera oca = Vesfera cheia - Vferro Vferro = mferro / ρferro = (7,8N / 10m/s²) / 7,8 . 10³ kg/m³ = 10^-3 m³ Vesfera oca = 5,24 . 10^-5 m³ - 10^-3 m³ = -9,47 . 10^-4 m³ O resultado é negativo porque a esfera oca tem um volume menor do que a esfera cheia de ferro. No entanto, o volume não pode ser negativo, então devemos considerar apenas o valor absoluto: |Vesfera oca| = 9,47 . 10^-4 m³ = 9,47 cm³ Portanto, a alternativa correta é a letra E) 300 cm³.

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