Question
R342 (Unirio-R) Um cilindro maciço de plástico flutua em água com de seu volume submerso. cilindro tem a área da base S=50cm^2 =1,0g/cm^3) e altura h=10cm (dado: massa especifica clubmerso. 60% Calcule: a) a massa especifica do plástico; massa m de um corpo que, colocado no topo do cilindro, faz com que esse topo venha a coincidir com a superficie da água.
Solution
4.2
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Heloísa
Elite · Tutor por 8 anos
Resposta
Para resolver o problema, precisamos calcular a massa específica do plástico e a massa de um corpo que faz com que o topo do cilindro atinja a superfície da água.a) Para calcular a massa específica do plástico, podemos usar a fórmula:
Sabemos que o volume submerso do cilindro é 60% do volume total. Portanto, podemos escrever:
O volume total do cilindro é dado por:
Onde
é a área da base do cilindro e
é a altura do cilindro.Substituindo os valores fornecidos:
Agora, podemos calcular a massa específica do plástico:
Sabemos que a massa específica da água é
. Como o cilindro flutua, a massa específica do plástico será igual à massa específica da água:
Portanto, a massa específica do plástico é
.b) Para calcular a massa de um corpo que faz com que o topo do cilindro atinja a superfície da água, podemos usar a equação de flutuação:
A força de flutuação é igual à massa do corpo que faz com que o topo do cilindro atinja a superfície da água. Portanto, podemos escrever:
A força de flutuação é igual à massa do corpo que faz com que o topo do cilindro atinja a superfície da água. Portanto, podemos escrever:
A massa do cilindro é igual à massa específica do plástico multiplicada pelo volume submerso do cilindro:
Substituindo os valores:
Portanto, a massa do corpo que faz com que o topo do cilindro atinja a superfície da água é
.