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Um bloco na forma de um cubo de aresta igual a 0,5 m, impermeabilizado e de densidade µ = 400 kg/m3, encontra-se preso a um fio inextensível e totalmente imerso em um recipiente com água, conforme figura (a). Após cortar o fio, o bloco ficará em equilíbrio, conforme figura (b). Considere g = 10 m/s2 e densidade da água é igual a 1 g/cm3. O valor da intensidade da força de tração que o fio exerce sobre o bloco representado na figura (a) será igual a:

A. 75 kN
B. 750 kN
C. 0,75 kN
D. 1,25 kN
E. 20 kN
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Questões para Estudantes

há 10 meses

Respostas

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há 10 meses

Para resolver essa questão, precisamos calcular a força de tração que o fio exerce sobre o bloco enquanto ele está totalmente imerso na água. 1. Cálculo do volume do bloco: O bloco é um cubo com aresta de 0,5 m. \[ V = a^3 = (0,5 \, \text{m})^3 = 0,125 \, \text{m}^3 \] 2. Cálculo da massa do bloco: A densidade do bloco é dada como 400 kg/m³. \[ m = \mu \cdot V = 400 \, \text{kg/m}^3 \cdot 0,125 \, \text{m}^3 = 50 \, \text{kg} \] 3. Cálculo do peso do bloco: O peso (P) do bloco é dado por: \[ P = m \cdot g = 50 \, \text{kg} \cdot 10 \, \text{m/s}^2 = 500 \, \text{N} = 0,5 \, \text{kN} \] 4. Cálculo da força de empuxo: A densidade da água é 1 g/cm³, que é equivalente a 1000 kg/m³. A força de empuxo (E) é dada por: \[ E = \text{densidade da água} \cdot V \cdot g = 1000 \, \text{kg/m}^3 \cdot 0,125 \, \text{m}^3 \cdot 10 \, \text{m/s}^2 = 1250 \, \text{N} = 1,25 \, \text{kN} \] 5. Cálculo da força de tração: A força de tração (T) que o fio exerce sobre o bloco é igual ao peso do bloco menos a força de empuxo: \[ T = P - E = 0,5 \, \text{kN} - 1,25 \, \text{kN} = -0,75 \, \text{kN} \] Como a força de empuxo é maior que o peso, o bloco flutua, e a força de tração é zero quando o bloco está em equilíbrio. No entanto, a questão pede a força de tração enquanto o bloco ainda está preso ao fio. Portanto, a força de tração que o fio exerce sobre o bloco é igual à força de empuxo, que é 1,25 kN. Assim, a resposta correta é: D. 1,25 kN.

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