Questão FC278351
Com o objetivo de fugir da prisão, um detento planejou uma estrutura que deverá funcionar como um balão de ar quente. Para isso, além de saber alguns conceitos na área da física, e
Fluidostática
CEBRASPE (CESPE) · 2018
Com o objetivo de fugir da prisão, um detento planejou uma estrutura que deverá funcionar como um balão de ar quente. Para isso, além de saber alguns conceitos na área da física, ele deverá obter material para construir a estrutura e aquecer o ar, que deve ser mantido confinado e isolado do meio externo. No projeto, ele assumiu que a massa total a ser levantada (detento + estrutura) será de 90 kg e considerou como iguais a 1,2 kg/m3 e 0,9 kg/m3 as densidades do ar externo e do ar quente no interior do balão, respectivamente.
Com relação a essa situação hipotética, julgue o item 124 e assinale a opção correta no item 125, que é do tipo C.
O detento deve saber, entre outros princípios físicos, que o módulo da força empuxo é igual ao peso do ar quente no interior do balão.
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Gabarito
Errado
Comentário do professor
O item foi julgado ERRADO porque confunde o conceito do Princípio de Arquimedes. O empuxo é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo, isto é, o peso do ar externo deslocado, e não necessariamente ao peso do ar quente no interior.
Matematicamente: \(F_e=\rho_{ext}Vg\), enquanto o peso do ar quente é \(W_{ar}=\rho_{int}Vg\). Esses dois valores coincidem só se \(\rho_{ext}=\rho_{int}\), o que não é o caso quando o ar é aquecido.
O que gera a força de sustentação útil é a diferença de densidades: a força de subida disponível é \((\rho_{ext}-\rho_{int})Vg\), que deve ser maior que o peso do conjunto (estrutura + detento) para haver elevação. Portanto a afirmação é incorreta.
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