Fundamentos de Física 9ª Edição Vol 2 - Halliday 2 ED 9 (em cores)

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70 CAPITULO 14
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Podcn1os escrever esta afirn1a~·fto con 10
e 1111111.1~·.11, 1
( 1 ~ 1
fl l ,sJoca u,n (JCso de íluido igual ao •e .
En1 palavras, lun corpo que utua e. e. ' ,, u prr,p
peso.
Peso Aparente em um Fluido
Qua11do colocamos uma pedra em uma balança calibra~a para medir.~esos, a le1to
ra da balança é o peso da pedra. Quando, porém, ~epet~m?s ~ exp~r1encia debai-'1t
d• água, a força de empuxo a que a pedra é submetida d1rrunu1 a leitura da balança
A leitura passa a ser, portanto, um peso aparente. O ~eso apare~te de um corpoe\lJ
relacionado ao peso real e à força de empuxo atraves da equaçao
que pode ser escrita na forma
(
peso ) _ (peso) _ ( módulo da ).
aparente - real força de empuxo
pesoap = peso - Fb (peso aparente).
(14-19)
•
o
TESTE 2
Um pinguim flutua, primeiro em um fluido de massa específica Po, depois em um fluido de
massa específica 0,95p 0 e, finalmente, em um fluido de massa específica 1, 1 p 0
. (a) Ordene
as massas específicas de acordo com o módulo da força de empuxo exercida sobre o pinguim,
começando pela maior. (b) Ordene as massas específicas de acordo com o volume
de fluido deslocado pelo pinguim, começando pelo maior.
Se, em um teste de força, você tivesse que levantar uma pedra pesada, poderia
fazer isso com mais facilidade debaixo d'água. Nesse caso, a força aplicada teria
que ser maior que o peso aparente da pedra e não que o peso real, pois a força de
empuxo o ajudaria a levantar a pedra.
O módulo da força de empuxo a que está sujeito um corpo que flutua é igual ao peso
do corpo. A Eq. 14-19 nos diz, portanto, que um corpo que flutua tem um peso aparente
nulo; o corpo produziria uma leitura zero ao ser pesado em uma balança. (Quando os
astronautas se preparam para realizar uma tarefa complexa no espaço, usam uma piscina
para praticar, pois na água seu peso aparente é nulo, como no espaço.)
1 . Exemplo
Flutuação, empuxo e massa específica
Na Fig. 14-11 , um bloco de massa específica p = 800
kg/m3 flutua em um fluido de massa específica p 1
= 1200
kg/m3. O bloco te1n uma altura H = 6,0 cm.
(a) Qual é a altura h da parte submersa do bloco?
IDEIAS-CHAVE.. . .
• •
( 1) Para que o bloco flutue, a força de empuxo a que está
submetido deve ser igual à força gravitacional. (2) A força
de empuxo é igual ao peso 111 1
g do fluido deslocado pela
parte submersa do bloco
Cálculos De acordo com a Eq. 14-16, o n1ódulo da força de
empuxo é F, = 111,g. onde 111 1
é a ,nassa do fluido deslocado
pelo volume submerso do bloco, V 1
. De acordo com a Eq.
14-2 (p = 1n/V), a massa do fluido deslocado é ,n 1
= P1VI'
Não conhecemos VI' mas se chamarmos o comprimento do
bloco de C e a largura de L, o volume submerso do bloco
será, de acordo com a Fig. 14-11, v 1
= Clh. Combinando
as três expressões, descobrimos que o módulo da força de
empuxo é dado por
( 14-20)
Da 1nes1na forma, podemos escrever o 1nódulo F. da força
. . .~
grav1tac1onal a que o bloco está submetido, primeiro em
termos da massa 111 do bloco e depois em termos da 1nassa
específica P e do volume (total) V do bloco, que, por sua