Um objeto de volume 0,1 m³ está parcialmente submerso em um líquido de densidade 1200 kg/m³. Se o objeto tem uma massa de 20 kg, qual é a magnitude do empuxo exercido sobre o objeto?

Explicação

O empuxo é igual ao peso do líquido deslocado. O peso do líquido deslocado é dado por ρVg, onde ρ é a densidade do líquido (1200 kg/m³), V é o volume do objeto submerso e g é a aceleração da gravidade (aproximadamente 10 m/s²). Como o objeto está parcialmente submerso, o volume submerso é proporcional à sua massa e à densidade do líquido. A força peso do objeto é de 20 kg * 10 m/s² = 200 N. O empuxo é igual à força peso do líquido deslocado, que é proporcional ao volume submerso. Como o objeto está parcialmente submerso, o volume submerso é 0,1 m³ * (1200 kg/m³) / (1200 kg/m³ + 1000 kg/m³) = 0,1 * (1200/2200) = 0,0545 m³. O empuxo é então (1200 kg/m³) * (0,0545 m³) * (10 m/s²) = 120 * 0,545 = 65,4 * 2 = 118,8 N, mas como o objeto está parcialmente submerso, consideramos o empuxo como sendo igual ao peso do objeto submerso, que é 120 N.