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Flashcard FC284072

O que é tensão superficial e como ela gera uma força vertical capaz de sustentar pequenos corpos sobre a água?

Fluidostática

IDECAN · 2021

De acordo com o assunto Física: Fluidostática, responda:

O que é tensão superficial e como ela gera uma força vertical capaz de sustentar pequenos corpos sobre a água?
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Resposta

Tensão superficial: é a força por unidade de comprimento na interface líquido-ar que produz uma resultante vertical ao longo do contorno de contato, capaz de suportar pequenos corpos se essa força exceder seu peso.

As moléculas na superfície experimentam coesão que forma uma "película" elástica na interface.
Ao redor do contorno de contato de um objeto, a tensão superficial γ gera forças tangenciais cuja componente vertical total é ≈ γ·L·cosθ, onde L é o comprimento do contato e θ o ângulo de contato.
O objeto não afunda se mg < γ·L·cosθ.

exemplo: uma pequena presilha com massa m = 0,5 g (0,0005 kg) tem peso mg = 0,0005·9,8 = 0,0049 N.
Tomando γ ≈ 0,072 N/m e cosθ ≈ 1, o comprimento de contato necessário é \(L=\dfrac{mg}{\gamma\cos\theta}=\dfrac{0{,}0049}{0{,}072}\approx 0{,}068\ \text{m}\) (≈6,8 cm).
Assim, se a presilha distribuir o contato ao longo de ≈7 cm, a tensão superficial pode sustentá‑la sobre a água.




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