Física I ⇒ (FUVEST 1999) Hidrostática Tópico resolvido

[lincoln1000]

Um objeto de massa 8,0 kg e volume 1,0 litro está imerso em um líquido, de densidade igual à da água, contido num grande recipiente, como mostra a figura. O objeto se move para baixo com velocidade constante v = 0,20 m/s, devido à ação conjunta da gravidade, do empuxo e da resistência viscosa do líquido ao movimento. Podemos afirmar que a quantidade de energia transformada em calor, a cada segundo, no sistema "objeto - líquido" é de:

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a) 0,0 J
b) 0,14 J
c) 0,16 J
d) 14 J
e) 16 J

Resposta

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d) 14 J

[alevini98]

Primeiro vamos calcular a força resultante entre o peso e o empuxo,

[tex3]F=P-E[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]F=P-E[/tex3]

Deixando as unidades no S.I., os dados da questão são:

[tex3]m=8~\mbox{kg}\\V=10^{-3}~\mbox{m}^3\\\rho=10^3~\mbox{kg/m}^3\\v=0,2~\mbox{m/s}[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]m=8~\mbox{kg}\\V=10^{-3}~\mbox{m}^3\\\rho=10^3~\mbox{kg/m}^3\\v=0,2~\mbox{m/s}[/tex3]

Voltando à equação,

[tex3]F=P-E\to\boxed{E=\rho gV}\\F=80-10^3\cdot10\cdot10^{-3}\\F=70~\mbox{N}[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]F=P-E\to\boxed{E=\rho gV}\\F=80-10^3\cdot10\cdot10^{-3}\\F=70~\mbox{N}[/tex3]

Como a velocidade é constante, então deve haver outra força anulando esses 70 N, a qual é resultado da viscosidade do líquido, que exerce um trabalho.

Supondo que todo esse trabalho seja convertido em energia térmica,

[tex3]W=F\cdot d\\W=70\cdot0,2\\\boxed{W=14~\mbox{J}}[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]W=F\cdot d\\W=70\cdot0,2\\\boxed{W=14~\mbox{J}}[/tex3]

[lincoln1000]

Muito bom, obrigado!