Solução Questão 07 (MNPEF 2015)

Questão 07. Uma vasilha com água está sobre uma balança, que registra 500 g. Um objeto de massa 50 g e volume 10 cm³ é pendurado em um fio e mergulhado completamente na água sem tocar o fundo da vasilha, como mostra a figura. A densidade da água é 1 g/cm³. Nessa situação a balança registrará

A) 550 g

B) 510 g

C) 500 g

D) 490 g

SOLUÇÃO:

Em unidades do SI, a densidade da água e o volume do objeto submerso são ρ = 10³ kg/m³ e V_S = 10^–5 m³. O empuxo exercido sobre o objeto é:

E = ρ V_S g

E = 10³.10^–5g

E = 10^–2g

Da lei da ação e reação, o objeto exerce sobre a água uma força de igual intensidade, na mesma direção, porém com sentido contrário. Como o empuxo aponta para cima, a força de reação F_O que o objeto exerce sobre a água aponta para baixo, contribuindo para aumentar o valor da massa registrado na balança. Como a balança registra valores de massa, a contribuição da massa registrada é:

Δm = F_O/g = 10^–2 kg = 10 g

Portanto, a massa registrada pela balança seria m = 500 + 10 = 510 g.