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Hidrostática - Empuxo e Peso Aparente

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Mensagem por Convidado Qua 30 Jan 2013, 14:45

01. (UFRA-2013) Em uma experiência para verificar as propriedades físicas de certo tipo de madeira, um pesquisador mergulha em água, um bloco de madeira de 1,2kg com volume de 1,4 litros. Se o bloco tem 30% de poros e depois de mergulhado certo tempo depois, todos os poros são preenchidos pela água. Determine o empuxo sofrido pelo bloco e seu peso aparente. Considere a densidade da água igual a 1kg/l e g=10m/s².
a) 10N e 0,4N
b) 14N e 4,2N
c) 12N e 2,2N
d) 12N e 4,2N
e) 14N e 2,2N

Gabarito Preliminar: E

Transcrevi inteiramente como foi redigida. Não consegui, até o momento, relacionar a informação referente aos 30% de poros com o peso aparente, talvez seja a chave. Valeu.

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Mensagem por Leonardo Sueiro Qua 30 Jan 2013, 15:10

30% do volume do bloco é formado por poros.
Quando todos os poros estão com água, o volume deslocado pelo cubo é de 1,4 litros de água.

Empuxo = Peso do líquido deslocado = 14N

Peso do bloco = 12N
Peso da água dentro dos poros = 0,3*1,4*10 = 4,2N

Peso total = 16,2 N


Peso aparente = Ptotal - E = 16,2 - 14 = 2,2N
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Mensagem por Euclides Qua 30 Jan 2013, 15:59

Olá raimundoocjr e Leonardo,

eu acho que há um grande equívoco na proposta dessa questão. Peso aparente é o peso sentido dentro da água, é uma força vertical e para baixo, sempre menor que o peso no ar.



Não podemos concluir que a madeira pesa mais dentro da água, que fora dela.

Hidrostática - Empuxo e Peso Aparente Frast_zps6b16f388

Os 30% de poros indicam que o volume real da madeira é de 0,98 litros e, portanto recebe um empuxo de 9,8 N tendo um peso aparente de 2,2 N na água.

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Mensagem por Leonardo Sueiro Qua 30 Jan 2013, 16:29

eu acho que há um grande equívoco na proposta dessa questão. Peso aparente é o peso sentido dentro da água, é uma força vertical e para baixo, sempre menor que o peso no ar.



Não podemos concluir que a madeira pesa mais dentro da água, que fora dela.


Não entendi, Euclides.
12N > 2,2N



Quanto à porosidade: Quando os poros do cubo acumulam água(semelhante à absorção de uma esponja), o peso aumenta : Antes dos poros estarem preenchidos, menos água era deslocada.

É como se a água acumulada + o cubo formassem um único corpo que recebesse o empuxo de 14N


Foi assim que eu entendi a questão. :scratch:
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Mensagem por Euclides Qua 30 Jan 2013, 16:39

Leonardo Sueiro escreveu:30% do volume do bloco é formado por poros.
Quando todos os poros estão com água, o volume deslocado pelo cubo é de 1,4 litros de água.
Não é Leonardo. Veja a figura da garrafa: enquanto há ar o volume deslocado é o volume externo da madeira, a água sobe um tanto na altura do tanque. Depois a água penetra nos poros e baixa um tanto na altura do tanque, mostrando que o volume efetivamente imerso é menor do que o volume externo.

Empuxo = Peso do líquido deslocado = 14N --> o empuxo é menor

Peso do bloco = 12N
Peso da água dentro dos poros = 0,3*1,4*10 = 4,2N
A água não pesa nada dentro da água. O peso aparente da água na água é zero

Peso total = 16,2 N
esse seria o peso no ar da madeira com os poros cheios de água.


Peso aparente = Ptotal - E = 16,2 - 14 = 2,2N

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Mensagem por Convidado Qua 30 Jan 2013, 16:42

Retomando o postado pelo Euclides. Acho que o aspecto central se encontra no mostrado abaixo Leonardo;
Hidrostática - Empuxo e Peso Aparente 24080870
Espero que o entendimento seja passado. Mas, na suposição feita, é como se "a água estivesse empurrando a água". O líquido atuante do empuxo quando entra em qualquer objetivo também contribui ainda mais. Entender ele integrando-o, acredito que seja o erro.

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Mensagem por Leonardo Sueiro Qua 30 Jan 2013, 16:43

Eu entendi o que você disse.

O que não entendi foi a analogia com a garrafa. Porosidade, nesse caso, não pressupõe algo sendo adsorvido, como um composto químico que aumenta sua massa depois da adsorção? Pensei na água não estando na água, mas sim no material do cubo, adsorvida ... Ou seja, a água contida nos poros não entra em contato, após a adsorção, com a água do recpiente, diferente do caso da garrafa ...


:scratch:


Última edição por Leonardo Sueiro em Qua 30 Jan 2013, 16:50, editado 1 vez(es)
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Mensagem por Euclides Qua 30 Jan 2013, 16:50

Poros são espaços vazios que na atmosfera estão preenchidos por ar. Na água sai o ar e entra a água.

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Mensagem por Leonardo Sueiro Qua 30 Jan 2013, 16:54

A água não pesa nada dentro da água. O peso aparente da água na água é zero

Sim ... Mas eu imaginei uma porção de água sem contato com o restante.

E o evidente aumento de peso de uma esponja de banho quando a colocamos em contato com a água? A água não derrama da esponja e contribui para o aumento de peso do conjunto ...

Não é isso?
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Mensagem por Convidado Qua 30 Jan 2013, 16:54

O Euclides vai complementar certamente. A situação é que os poros, no caso, funcionam como uma passagem contínua de líquido, não suponho que eles sejam "tampados" após o processo. É como já foi escrito: "A água não pesa nada dentro da água. O peso aparente da água na água é zero". Coloquei apenas para confirmar. A adsorção, provavelmente, seria mais bem encaixada no contexto de um eventual fechamento do orifício ao término do preenchimento. Espero que tenha havido esclarecimento.


Última edição por raimundoocjr em Qua 30 Jan 2013, 16:57, editado 1 vez(es)

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