Questão 19
UNESP 2018
(UNESP - 2018 - 2ª FASE)
Uma esfera de massa 50 g está totalmente submersa na água contida em um tanque e presa ao fundo por um fio, como mostra a figura 1. Em dado instante, o fio se rompe e a esfera move-se, a partir do repouso, para a superfície da água, onde chega 0,60 s após o rompimento do fio, como mostra a figura 2.
a) Considerando que, enquanto a esfera está se movendo no interior da água, a força resultante sobre ela é constante, tem intensidade 0,30 N, direção vertical e sentido para cima, calcule, em m/s, a velocidade com que a esfera chega à superfície da água.
b) Considerando que apenas as forças peso e empuxo atuam sobre a esfera quando submersa, que a aceleração gravitacional seja 10 m/s2 e que a massa específica da água seja 1,0 × 103 kg/m3 calcule a densidade da esfera, em kg/m3.
Gabarito:
Resolução:
a) Aplicando a segunda lei de Newton F=ma:
aplicando a equação cinemática de movimento acelerado:
b) Novamente aplicando a segunda lei de Newton:
Lembrando que F é a força resultante atuante no objeto, temos que: