Sobre o tema
O princípio de Arquimedes é fundamental para entender o equilíbrio de corpos flutuantes ou submersos em fluidos. Quando um objeto é colocado em um líquido, ele sofre uma força de empuxo igual ao peso do volume de fluido deslocado. No caso de um cubo metálico contendo óleo e ar, imerso em água, o equilíbrio ocorre quando o peso total do sistema (cubo + óleo) é igual ao empuxo exercido pela água. Problemas como este, comuns em vestibulares militares como o IME, exigem a aplicação correta do equilíbrio de forças e o cálculo de volumes e densidades. A resolução envolve considerar a densidade superficial da chapa, o volume de óleo e a condição de flutuação.
Tópicos relacionados
- Princípio de Arquimedes
- Equilíbrio de corpos flutuantes
- Densidade superficial e massa
- Cálculo de empuxo
- Volume deslocado e flutuação
Enunciado
: 0,25
Um cubo de arestas de comprimento L � fabricado a partir de uma chapa met�lica fina de densi-
dade superficial de massa S. O cubo encontra-se bem vedado e possui 20% de seu volume interior
preenchido com �leo e o restante preenchido com ar. Em certo momento, o cubo � colocado dentro
de um reservat�rio de �gua e permanece em equil�brio na posi��o ilustrada na figura.
Dados:
� massa espec�fica da �gua: 1 g/cm�;
� massa espec�fica do �leo: 0,8 g/cm�.
Observa��es:
� a massa do ar no interior do cubo � desprez�vel;
� a espessura da chapa � desprez�vel em rela��o ao comprimento L das arestas;
� a unidade de L � cm;
� a unidade de S � g/cm�.
A rela��o L/S, em cm�/g, �:
(A) 6 (B) 7 (C) 8 (D) 9 (E) 10
6
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Perguntas frequentes
O que é o princípio de Arquimedes?
O princípio de Arquimedes afirma que todo corpo imerso em um fluido sofre uma força vertical para cima, chamada empuxo, igual ao peso do volume de fluido deslocado.
Como calcular a massa de um objeto a partir da densidade superficial?
A densidade superficial (massa por área) multiplicada pela área total da superfície do objeto fornece a massa total. Por exemplo, para um cubo de aresta L, a área total é 6L².
O que é necessário para um corpo flutuar?
Para flutuar, o peso do corpo deve ser igual ao empuxo máximo que o fluido pode exercer, ou seja, o peso do volume de fluido deslocado quando o corpo está totalmente submerso.