Emersão de esfera em líquido
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Emersão de esfera em líquido
Uma esfera de massa 20g é mantida totalmente imersa em um líquido, de forma que a distância entre seu ponto mais alto e a superfície livre do líquido, vale 11,25 cm. Sabendo que a densidade da esfera em relação ao líquido é 0,8, determine o tempo decorrido do instante em que a esfera foi liberada até aquele em que ela chega à superfície. Admita a inexistência de atrito.
Resposta do livro: 3s.
Obs: Eu encontrei 0,3s. Obrigado pela ajuda!!!
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Eduardo Sicale- Grupo
Velhos amigos do Fórum - Mensagens : 692
Data de inscrição : 23/02/2010
Idade : 56
Localização : Diadema/SP
Resposta
Há duas forças atuando na esfera. Peso e Empuxo. Sendo que o empuxo é maior pois a bola sobe. Portanto:
E-P = ma
dlíquidoVdeslocadog - mg = ma
Como d=m/v ---> m=dv, Assim:
dlíquidoVdeslocadog - desferaVg = desferaVa
(Simplificando por desferaV):
(dlíquido/desfera)g - g = a ---------> a = g.(dlíquido/desfera -1)
Substituindo: a= 10.(1/0,8 -1) ----> a = 10.(1/4) = 2,5m/s²
Agoras é só jogar na equação horária: ∆S = a/2t² ----> 0,1125 = 2,5/2t² ----> t² = 0,09 --> t=0,3s
(OBS: 11,25cm = 0,1125m)
E-P = ma
dlíquidoVdeslocadog - mg = ma
Como d=m/v ---> m=dv, Assim:
dlíquidoVdeslocadog - desferaVg = desferaVa
(Simplificando por desferaV):
(dlíquido/desfera)g - g = a ---------> a = g.(dlíquido/desfera -1)
Substituindo: a= 10.(1/0,8 -1) ----> a = 10.(1/4) = 2,5m/s²
Agoras é só jogar na equação horária: ∆S = a/2t² ----> 0,1125 = 2,5/2t² ----> t² = 0,09 --> t=0,3s
(OBS: 11,25cm = 0,1125m)
FCSD- Recebeu o sabre de luz
- Mensagens : 126
Data de inscrição : 09/12/2009
Idade : 32
Localização : Rio de Janeiro
Não entendi a resposta
Como você fez para identificar a densidade do fluido?
Edvanderson Campos- Iniciante
- Mensagens : 1
Data de inscrição : 14/03/2016
Idade : 30
Localização : alegre, espirito santo, brasil
Re: Emersão de esfera em líquido
Não há identificação de densidade alguma:
F = E - P
F = μáguaVesferag - mesferag
m = μV
F = μáguaVesferag - μesferaVesferag
F = Vesferag(μágua - μesfera)
μesfera/μágua = 0,8
μesfera = 0,8μágua
F = Vesferag(μágua - 0,8μágua)
F = 0,2μáguaVesferag
Vesfera = mesfera/μesfera = mesfera/(0,8μágua)
F = 0,2μáguamesferag/(0,8μágua)
F = 0,2.0,02.10/0,8
F = 0,05 N
F = ma
a = F/m
a = 0,05/0,02
a = 2,5 m/s²
s = at²/2
t = √(2s/a)
t = √(2.0,1125/2,5)
t = 0,3 s
F = E - P
F = μáguaVesferag - mesferag
m = μV
F = μáguaVesferag - μesferaVesferag
F = Vesferag(μágua - μesfera)
μesfera/μágua = 0,8
μesfera = 0,8μágua
F = Vesferag(μágua - 0,8μágua)
F = 0,2μáguaVesferag
Vesfera = mesfera/μesfera = mesfera/(0,8μágua)
F = 0,2
F = 0,2.0,02.10/0,8
F = 0,05 N
F = ma
a = F/m
a = 0,05/0,02
a = 2,5 m/s²
s = at²/2
t = √(2s/a)
t = √(2.0,1125/2,5)
t = 0,3 s
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