Um béquer contendo água está colocado sobre uma balança e, ao lado deles, uma esfera de aço maciça, com densidade de 5,0 g/cm3, pendurada por uma corda, está presa a um suporte, como mostrado na Figura I. Nessa situação, a balança indica um peso de 12 N e a tensão na corda é de 10 N.
Em seguida, a esfera de aço, ainda pendurada pela corda, é colocada dentro do béquer com água, como mostrado na Figura II.
Considerando essa nova situação, a tensão na corda e o peso indicado na balança valem, respectivamente,
Dados:
- Densidade da água d = 1,0×103 kg/m3;
- Aceleração da gravidade g = 10 m/s2.
Repare que, pela situação inicial, o peso da esfera é igual a 10 N e o peso da água é igual a 12 N. Ao inserir a esfera na água, ela passa a receber uma força de empuxo vertical para cima, o que irá reduzir a força de tração. Verifique a nova condição de equilíbrio da esfera, use a densidade e a massa da esfera para calcular seu volume e lembre-se que a força de empuxo depende da densidade do líquido e do volume submerso. Além disso, de acordo com a 3ª lei de Newton (ação e reação), a água recebe, da esfera, uma força de empuxo vertical para baixo. Isso irá aumentar a indicação da balança!