Empuxo dúvida

Uma balança de braços iguais encontra-se no interior de uma campânula de vidro, de onde foi retirado o ar. Na extremidade esquerda está suspenso um pequeno cubo de metal, e na extremidade direita está suspenso um cubo maior, de madeira bem leve. No vácuo, a balança está em equilíbrio na posição horizontal, conforme representado na figura.



O que aconteceria com a balança se o ar retornasse para o interior da campânula?

a) Ela permaneceria na posição horizontal.
b) Ela oscilaria algumas vezes e voltaria à posição horizontal.
c) Ela oscilaria indefinidamente em torno da posição horizontal.
d) Ela acabaria inclinada para a direita.
e) Ela acabaria inclinada para a esquerda.

Gostaria de entender o porquê da resposta..

Considere a situação abaixo:




O empuxo é exercido por todo e qualquer fluido. O peso de um corpo na superfície da Terra só depende de sua massa, o empuxo, contudo, é proporcional ao volume imerso e à densidade do fluido. Não depende da massa do corpo mergulhado.

Cada um dos corpos no diagrama está sujeito ao seu peso, para baixo, e ao empuxo que é exercido de baixo para cima. As resultantes que atuam em cada um serão:



Note que no vácuo, na ausência dos empuxos, as resultantes serão iguais. Vamos subtrair as duas equações que obtivemos acima a fim de comparar as resultantes na presença dos empuxos:



ou seja, a resultante (para baixo) no corpo menor é maior que a resultante no corpo maior. Em outras palavras, imersos dois corpos de mesma massa e volumes diferentes em um mesmo fluido, o corpo de menor volume terá um peso aparente maior.

No exercício que você propôs, o fato da balança se equilibrar no vácuo indica que os corpos têm mesma massa. Dessa forma ao se injetar ar na campânula passará a haver um empuxo que fará desequilibar a balança para a esquerda como na alternativa e).

Entre 15^oC e 25^oC a densidade do ar é aproximadamente 1,2kg/m³ e o empuxo fará diferença notável.

Muito Obrigada, me ajudou muito!