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FUVEST) Energia e Empuxo

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Mensagem por Giiovanna Qui 06 Dez 2012, 20:39

Uma bolinha de isopor é mantida submersa, em um tanque, por um fio preso ao fundo. O tanque contém um líquido de densidade › igual à da água. A bolinha, de volume V=200cm¤ e massa m=40g, tem seu centro mantido a uma distância H3=50cm da superfície (figura 1). Cortando o fio, observa-se que a bolinha so- be, salta fora do líquido, e que seu centro atinge uma altura h=30cm acima da superfície (figura 2). Despre- zando os efeitos do ar, determine:

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a) A altura h', acima da superfície, que o centro da boli- nha atingiria, se não houvesse perda de energia mecâ- nica (devida, por exemplo, à produção de calor, ao mo- vimento da água, etc.).
b) A energia mecânica E (em joules) dissipada entre a situação inicial e a final.
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Mensagem por Leonardo Sueiro Qui 06 Dez 2012, 21:13

a) Até a superfície, o empuxo é constante(desprezando o tempo em que a bolinha não fica totalmente submersa).

Resultante = E - P = ma
10^3.10.200.10^-6 - 40.10^-3.10 = 40.10^-3.a
a = 40m/s^2

Torricele:
Vf^2 = 2.40.0,5
Vf = √40


Adotando superfície como referencial:
mVf^2/2 = mgh
20 = 10h

h = 2m


b) Adotando o nível da superfície como referencial:

E na altura atigida se não houvesse perda de energia mecâ- nica = 0,04.10.2
E na altura realmente atingida = 0,04.10.0,3


∆E = 0,68J
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Mensagem por Giiovanna Qui 06 Dez 2012, 21:30

Sensacional, Leo.

A resolução uma ma fórmula só e resolve por trabalho do empuxo e do peso através do TEC
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Mensagem por Leonardo Sueiro Qui 06 Dez 2012, 21:46

É mais econômico mesmo:

0 = +(10³.10.200.10⁻⁶.0,5) -(40.10⁻³.10.0,5) - (40.10⁻³.10h)
h = 2m
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Mensagem por Giiovanna Qui 06 Dez 2012, 22:40

Leonardo Sueiro escreveu:É mais econômico mesmo:

0 = +(10³.10.200.10⁻⁶.0,5) -(40.10⁻³.10.0,5) - (40.10⁻³.10h)
h = 2m

Exato, mas prefiro ainda sim o seu primeiro método. Seria mais fácil eu chegar a partir dele num resultado, não lembraria da relação dos trabalhos.
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Mensagem por GabiCastro Sáb 01 Jan 2022, 10:43

Leonardo Sueiro escreveu:

Torricele:
Vf^2 = 2.40.0,5
Vf = √40


b) Adotando  o nível da superfície como referencial:

E na altura atigida  se não houvesse perda de energia mecâ- nica = 0,04.10.2
E na altura realmente atingida = 0,04.10.0,3


∆E = 0,68J



Leo, considerando a superfície da água como 0m, porque então o  ∆s não vai ser igual -0,5m? 


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Mensagem por Giovana Martins Sáb 01 Jan 2022, 10:59

Gabi, poderia reformular a dúvida, por favor? Eu não a entendi bem.

Ao referenciar o sistema na superfície da água, de fato, H3 estará na cota -0,5 m, mas, como isso influenciaria a resolução do item B) do problema?
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