Flashcard FC277763
Como calcular a aceleração vertical efetiva de um corpo submerso em função das densidades do corpo e do líquido?
Cinemática
CEBRASPE (CESPE) · 2024
Como calcular a aceleração vertical efetiva de um corpo submerso em função das densidades do corpo e do líquido?
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Resposta
a = g·(ρobj − ρliq)/ρobj, dirigida para baixo se ρobj > ρliq.
Derivação:
Peso: \(P=\rho_{obj}Vg\)
Empuxo: \(E=\rho_{liq}Vg\)
Força resultante: \(F=P-E=(\rho_{obj}-\rho_{liq})Vg\)
massa: \(m=\rho_{obj}V\)
Logo \(a=\dfrac{F}{m}=g\displaystyle\frac{\rho_{obj}-\rho_{liq}}{\rho_{obj}}\).
Exemplo:
Considere um corpo com \(\rho_{obj}=1{,}5\,\rho_{água}\) e \(g=9{,}8\ \mathrm{m/s^2}\).
Calcula-se \(a=g\frac{1{,}5-1}{1{,}5}=g\frac{0{,}5}{1{,}5}=\dfrac{g}{3}\approx 3{,}27\ \mathrm{m/s^2}\).
Se a componente vertical inicial for \(v_{0y}=3\ \mathrm{m/s}\) para cima, a altura máxima será \(y_{max}=\dfrac{v_{0y}^2}{2a}=\dfrac{9}{2\cdot3{,}27}\approx1{,}38\ \mathrm{m}\) e o tempo total para retornar ao nível inicial será \(t=\dfrac{2v_{0y}}{a}\approx\dfrac{6}{3{,}27}\approx1{,}83\ \mathrm{s}\).
Derivação:
Peso: \(P=\rho_{obj}Vg\)
Empuxo: \(E=\rho_{liq}Vg\)
Força resultante: \(F=P-E=(\rho_{obj}-\rho_{liq})Vg\)
massa: \(m=\rho_{obj}V\)
Logo \(a=\dfrac{F}{m}=g\displaystyle\frac{\rho_{obj}-\rho_{liq}}{\rho_{obj}}\).
Exemplo:
Considere um corpo com \(\rho_{obj}=1{,}5\,\rho_{água}\) e \(g=9{,}8\ \mathrm{m/s^2}\).
Calcula-se \(a=g\frac{1{,}5-1}{1{,}5}=g\frac{0{,}5}{1{,}5}=\dfrac{g}{3}\approx 3{,}27\ \mathrm{m/s^2}\).
Se a componente vertical inicial for \(v_{0y}=3\ \mathrm{m/s}\) para cima, a altura máxima será \(y_{max}=\dfrac{v_{0y}^2}{2a}=\dfrac{9}{2\cdot3{,}27}\approx1{,}38\ \mathrm{m}\) e o tempo total para retornar ao nível inicial será \(t=\dfrac{2v_{0y}}{a}\approx\dfrac{6}{3{,}27}\approx1{,}83\ \mathrm{s}\).
Veja como foi cobrado:
https://flashcardsconcursos.com.br/portal/flashcard/277514
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