Gabarito disponível
Uma esfera de raio 0,50 m é mantida submersa em uma piscina amarrada a uma corda presa no fundo. A tensão na corda é igual a 2,0 x 10³ N. A corda é cortada e a esfera sobe até a superfície. Calcule qual a fração do volume da esfera que fica submersa, após ela atingir o equilíbrio e assinale a opção correta.
Dados: g = 10 m/s²; π = 3; densidade da água da piscina = 1,0 x 10³ kg/m³.
Dados: g = 10 m/s²; π = 3; densidade da água da piscina = 1,0 x 10³ kg/m³.
Resolução comentada
A fração submersa no equilíbrio é 0,6.
O volume é V = (4/3)·3·0,5³ = 0,5 m³. Presa, a esfera tem E − P = T, com E = 1000·0,5·10 = 5000 N, logo P = 3000 N. Solta, ela flutua com E' = P, e a fração submersa é 3000/5000 = 0,6.
Análise das alternativas
A) 0,2, B) 0,3, C) 0,4 e D) 0,5 resultam de erros como confundir o peso com a tensão ou calcular mal o empuxo. Por exemplo, 2000/5000 = 0,4 é a fração do empuxo correspondente à tensão, e não à parte submersa.
Referência: Hidrostática: princípio de Arquimedes.
Resolução comentada do VaiConcursos.