Repelente de Água e o Princípio de Arquimedes em Física Problemas
Usando o princípio de Arquimedes, é possível calcular o volume de um objeto, determinando a quantidade de água que ele desloca. Por exemplo, pode-se calcular a massa de um pedaço de madeira com base em quão profundamente que está submerso na água.
Aqui estão algumas questões práticas que você pode tentar.
questões práticas
Um bloco de madeira com as dimensões de 0,12 por 0,34 por 0,43 metros cúbicos flutua ao longo de um rio com a face mais amplo voltado para baixo. A madeira é submerso até uma altura de 0,053 metros. Qual é a massa da peça de madeira?
Está mergulhar um basquetebol abaixo da superfície de uma piscina até metade do volume do basquetebol é submerso. Se a bola tem um raio de 12 centímetros, o que é a força de flutuação sobre a bola devido à água?
Um barco de 4.000 kg flutua com um terço do seu volume submerso. Se mais duas pessoas a entrar no barco, cada um dos quais pesa 690 newtons, o adicional de volume de água é deslocada?
respostas
A seguir estão as respostas para as questões práticas:
7.75 kg
princípio de Arquimedes diz que o peso da água deslocada é igual à força de empuxo:
Para manter a madeira a flutuar, a força de flutuação deve ter a mesma magnitude que a força da gravidade sobre o bloco, de modo
O volume de água deslocado é
Assim, a massa de água deslocada é
Assim, a massa da peça de madeira é 7,75 kg.
35 N
A força da impulsão é a massa de água deslocada multiplicada pela aceleração devida à gravidade:
O volume de água deslocado é metade do volume do basquetebol:
Aqui, r = 12 cm. Em metros, o raio é
Usando a equação para a densidade, a massa de água deslocada é
A força de empuxo é
0,14 m3
O peso da água adicional deslocada é igual ao peso combinado das duas pessoas extra que receberam no barco;
A massa de água deslocada é então
Resolver a equação para a densidade do volume de água deslocado e utilizar este resultado para a massa de água deslocada para encontrar a resposta:
