Uma esfera homogênea, rígida, de densidade µ1 e de volume V...

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Q658787 Física

Uma esfera homogênea, rígida, de densidade µ1 e de volume V se encontra apoiada e em equilíbrio na superfície inferior de um recipiente, como mostra a figura 1. Nesta situação a superfície inferior exerce uma força N1 sobre a esfera.

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A partir dessa condição, o recipiente vai sendo preenchido lentamente por um líquido de densidade µ, de tal forma que esse líquido esteja sempre em equilíbrio hidrostático. Num determinado momento, a situação de equilíbrio do sistema, no qual a esfera apresenta metade de seu volume submerso, é mostrada na figura 2.

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Quando o recipiente é totalmente preenchido pelo líquido, o sistema líquido-esfera se encontra em uma nova condição de equilíbrio com a esfera apoiada na superfície superior do recipiente (figura 3), que exerce uma força de reação normal N2 sobre a esfera.

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Nessas condições, a razão Imagem associada para resolução da questão é dada por

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RESOLUÇÃO

*PRIMEIRO, tem-se que a Força N1 = normal exercida pelo recipiente(N1 = P da esfera).


N1= M esfera x gravidade


(µ1 x V ) = M esfera


Então :


N1 = µ1 x V x G


*Depois, preenche-se o recipiente com um líquido de densidade µ,ficando metade da esfera está submersa.


µ1 = 1/2 x µ (se metade afunda, é metade menos densa)


Peso da Esfera = V x G x 1/2 x µ = N1 (substituição)



Empuxo: E = µ x V/2 x G (sendo V/2 = V deslocado do fluido)



*Na terceira fase, todo recipiente é preenchido com o líquido. Mantendo a condição de equlíbrio da 2ª fase, tem-se que a Normal do topo do recipiente (N2) é igual ao Empuxo .


E = N2 = µ x V/2 x G


Então : N1 / N2 = V x G x 1/2 x µ / µ x V/2 x G => 1/2 x µ x V x G / 1/2 x µ x V x G


= 1

Resposta = B


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