Um objeto, de densidade igual a 2 g/cm³, está suspenso no a...

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Q2201271 Física
Um objeto, de densidade igual a 2 g/cm³, está suspenso no ar por um cabo (inextensível e de massa desprezível). Nesse instante, um dinamômetro ideal registra uma força de 10 N no cabo. Mantendo ainda o objeto suspenso pelo cabo e estando agora o objeto totalmente imerso, e em equilíbrio estático, em um líquido de densidade igual a 0,8 g/cm³, qual o novo valor, em N, da força registrada no dinamômetro?
Adote a intensidade da gravidade no local igual a 10 m/s².  
Alternativas

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Para resolver esse problema, podemos aplicar os princípios de equilíbrio de forças. Vamos considerar a situação inicial em que o objeto está suspenso no ar.

  1. Situação inicial:
  • Densidade do objeto: 2 g/cm³
  • Força registrada no dinamômetro: 10 N

Sabemos que o objeto está em equilíbrio, então a força para cima exercida pelo cabo deve ser igual ao peso do objeto.

Peso do objeto = massa do objeto x gravidade

Massa do objeto = densidade do objeto x volume do objeto

Como não temos informações sobre o volume do objeto, vamos considerá-lo como V.

Portanto, na situação inicial, a força registrada no dinamômetro é igual ao peso do objeto:

10 N = (2 g/cm³) x V x (10 m/s²)

Convertendo a densidade para kg/m³ e a massa para kg:

10 N = (2000 kg/m³) x V x (10 m/s²)

10 N = 20000 V

Agora, vamos analisar a situação em que o objeto está totalmente imerso em um líquido de densidade 0,8 g/cm³.

  1. Situação com o objeto imerso:
  • Densidade do líquido: 0,8 g/cm³

Novamente, o objeto está em equilíbrio, e a força para cima exercida pelo cabo deve ser igual ao peso aparente do objeto.

Peso aparente do objeto = massa aparente do objeto x gravidade

A massa aparente do objeto é dada pela diferença entre a massa do objeto e a massa de líquido deslocado pelo objeto.

Massa aparente do objeto = (densidade do objeto - densidade do líquido) x volume do objeto

No caso, a densidade do líquido é de 0,8 g/cm³, e a densidade do objeto é de 2 g/cm³.

Massa aparente do objeto = (2 g/cm³ - 0,8 g/cm³) x V = 1,2 g/cm³ x V

Convertendo a densidade para kg/m³:

Massa aparente do objeto = 1200 kg/m³ x V

Agora, a força registrada no dinamômetro será igual ao peso aparente do objeto:

Nova força registrada no dinamômetro = (1200 kg/m³ x V) x (10 m/s²)

Nova força registrada no dinamômetro = 12000 V N

Comparando com a situação inicial, podemos igualar as duas expressões para a força registrada no dinamômetro:

10 N = 12000 V

V = 10/12000 = 1/1200 m³

Substituindo o valor de V na nova força registrada no dinamômetro:

Nova força registrada no dinamômetro = 12000 x (1/1200) N

Nova força registrada no dinamômetro = 10 N

Portanto, o novo valor da força registrada no dinamômetro é de 10 N.

Resposta: Alternativa B) 10 N

do=2g/cm3=2.10^3 kg/m3

dliq=0,8g/cm3=0,8.10^3 kg/m3

g=10 m/s2

T=10N

d=m/v

1°) caso

T=P

10=mg

10=do.v.g

10=2.10^3.V.10

1=2.10^3.V

1/2. 10^3=V

2°) Caso

T’+E=P

T’=P-E

T’=10-dliq.V.g

T’=10-0,8.10^3.1/2.10^3.10

T’=10-0,8.10.1/2

T’=10-8.1/2

T’=10-4

T’=6N

Gabarito Letra b)

Vejo você no CFS 2024 2!

A questão quer saber a tração (força do dinamômetro) q existe qnd o corpo está completamente imerso em um fluido.

A força do dinamômetro, no 1º caso, é a tração e o peso do corpo. Daí descobrimos sua massa e seu volume, já que a densidade foi dada.

No 2º caso, montando o esquema de forças resultará nisto: T = Peso - Empuxo

Lembrar que E = densidade do fluido * Volume imerso * gravidade

Não dá pra esquecer de deixar as unidades no SI: massa é em Kg e densidade é em Kg/m³.

Gab B

Dados:

densidade do objeto = 2g/cm³ = 2000kg/m³

densidade da água = 0,8g/cm³ = 800kg/m³

Força = Peso = 10

Massa = 1kg

Análise:

No primeiro momento teremos apenas o peso atuando sobre o corpo.

No segundo momento teremos o empuxo e o peso. Logo, a força resultante (que é o peso aparente) será: Peso - Empuxo

Calculando:

E = dL . VLD .g

2000 = 1/VLD VLD = 0,5 x 10^-3

VLD: volume de liquido deslocado

E = 800 . 0,5^-3 . 10

E = 4

F = P - E

F = 10 - 4

F = 6

mamão com açucar! hahahab

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