Questão 3705
(Fuvest 2000) Duas jarras iguais A e B, cheias de água até a borda, são mantidas em equilíbrio nos braços de uma balança, apoiada no centro. A balança possui fios flexíveis em cada braço (f1 e f2) presos sem tensão, mas não frouxos, conforme a figura.
Coloca-se na jarra B um objeto metálico, de densidade maior que a da água. Esse objeto deposita-se no fundo da jarra, fazendo com que o excesso de água transborde para fora da balança. A balança permanece na mesma posição horizontal devido à ação dos fios. Nessa nova situação, pode-se afirmar que
há tensões iguais e diferentes de zero nos dois fios.
há tensão nos dois fios, sendo a tensão no fio f1 maior do que no fio f2.
há tensão apenas no fio f1.
há tensão apenas no fio f2.
não há tensão em nenhum dos dois fios.
Gabarito:
há tensão apenas no fio f1.
Resolução:
Chamemos V o volume do objeto metálico colocado na jarra B
O volume de água que transborda e cai fora da jarra B e do prato da balança é igual ao volume do objeto metálico.
Como a densidade ρ do objeto é maior que a da água, a massa da água que sai de B é menor do que a massa do objeto.
Desta forma, o braço direito da balança fica mais pesado que o da esquerda, e com isso a balança gira em torno do eixo no sentido horário, fazendo com que o fio f2 fique sem tensão. Com isso, o braço esquerdo da balança sobe, esticando o fio f1, tensionando-o.