Sobre o tema
A densidade é uma propriedade física que relaciona a massa de um corpo ao seu volume. No cotidiano, problemas de calibração de balanças podem ser resolvidos aplicando princípios de hidrostática, como o empuxo e o deslocamento de fluidos. Nesta questão, um consumidor utiliza um método baseado no volume de água deslocado por legumes parcialmente submersos para verificar a massa real. O cálculo envolve a densidade relativa dos legumes (metade da água) e a fração submersa (2/3). A partir do volume deslocado (0,5 L), determina-se o volume total e, com a densidade, a massa real. O resultado de 0,375 kg contrasta com o valor indicado pela balança (0,500 kg), confirmando a descalibração. Esse tipo de problema é comum em provas de física, exigindo domínio do princípio de Arquimedes e relações entre massa, volume e densidade.
Tópicos relacionados
- Princípio de Arquimedes e empuxo
- Relação entre massa, volume e densidade
- Cálculo de fração submersa
- Deslocamento de água e volume imerso
- Calibração de balanças e medições
Enunciado
Um consumidor desconfia que a balança do supermercado não está aferindo corretamente a massa dos produtos. Ao chegar a casa resolve conferir se a balança estava descalibrada. Para isso, utiliza um recipiente provido de escala volumétrica, contendo 1,0 litro d’água. Ele coloca uma porção dos legumes que comprou dentro do recipiente e observa que a água atinge a marca de 1,5 litro e também que a porção não ficara totalmente submersa, com 1/3 de seu volume fora d’água. Para concluir o teste, o consumidor, com ajuda da internet, verifica que a densidade dos legumes, em questão, é a metade da densidade da água, onde, ρágua = 1 g/cm3 . No supermercado a balança registrou a massa da porção de legumes igual a 0,500 kg (meio quilograma).
Considerando que o método adotado tenha boa precisão, o consumidor concluiu que a balança estava descalibrada e deveria ter registrado a massa da porção de legumes igual a
Alternativas
- A)
0,073 kg.
- B)
0,167 kg.
- C)
0,250 kg.
- D)
0,375 kg.
- E)
0,750 kg.
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Perguntas frequentes
Como calcular a densidade de um objeto usando o deslocamento de água?
Mergulhe o objeto em um recipiente com água e meça o volume de água deslocado, que é igual ao volume submerso. Se o objeto flutua, use a fração submersa para encontrar o volume total e depois divida a massa pelo volume total.
O que é o princípio de Arquimedes e como ele se aplica a objetos flutuantes?
O princípio afirma que todo corpo imerso em um fluido sofre uma força de empuxo igual ao peso do fluido deslocado. Para objetos flutuantes, o peso do objeto é igual ao peso do fluido deslocado, e a fração submersa é igual à razão entre as densidades do objeto e do fluido.
Por que a balança do supermercado pode apresentar erro de calibração?
Balanças podem descalibrar devido ao uso contínuo, variações de temperatura, impactos ou falhas nos sensores. A calibração periódica é necessária para garantir medições precisas, e métodos caseiros como o descrito podem ajudar a detectar discrepâncias.