Caiu no vestibular

Corpo metálico imerso em água

(UEM/CVU)
Um cientista utiliza o "método de Arquimedes" para determinar a densidade de um corpo metálico homogêneo. Inicialmente, o corpo metálico é suspenso utilizando um dinamômetro e um fio, e a leitura do dinamômetro fornece o valor de 20,0 N. Quando o corpo metálico é inteiramente imerso em água, a leitura do dinamômetro fornece o valor de 10,2 N. Sabendo que a densidade da água é 1.10³ kg/m³, desprezando a massa do fio e adotando a aceleração gravitacional de 9,8 m/s², assinale o que for correto.

01) O volume do corpo é de 1.10^-3 m³.

02) O par força peso do corpo metálico e força de empuxo que a água exerce sobre o corpo metálico é um bom exemplo do par ação-reação, de acordo com a terceira lei de Newton, pois essas forças têm mesmo módulo, mesma direção e sentidos opostos.

04) O módulo da força de empuxo que a água exerce sobre o corpo é de aproximadamente 4,9 N.

08) Se o corpo metálico for imerso em outro líquido e a leitura do dinamômetro quando o corpo é imerso no líquido for de 15 N, a densidade desse líquido é menor do que a densidade da água.

16) A densidade do corpo é de aproximadamente 2.10³ kg/m³.

Resolução:

01) Correta.
A diferença entre as leituras do dinamômetro é justamente o empuxo que a água exerce na esfera: E = 20,0 N - 10,2 N = 9,8 N

E = d_água.V.g => 9,8 = 1.10³.V.9,8 => V = 1.10^-3 m³.
 
02) Incorreta.
As forças de ação e reação não agem no mesmo corpo. A reação do peso é aplicada na Terra e a reação do empuxo é aplicada na água.
 
04) Incorreta. 
O módulo da força de empuxo que a água exerce sobre o corpo é de 9,8 N.
 
08) Correta. 
O empuxo seria 5 N e a densidade do líquido seria menor do que a da água.
 
16) Correta.  

P = d_corpo.V.g => 20 =  d_corpo.V.9,8 => d_corpo = 2.10³ kg/m³.

Resposta: 25 (01+08+16)