Qual é o empuxo?

Questão

Qual é o empuxo?

Imagem 1

Desenho esquemático: tanque com parede à esquerda (altura marcada 5,00 m), um corpo retangular hachurado submerso no interior, dimensão aproximada do corpo marcada Ø1,78 m (ou 1,78 m) e uma folga inferior marcada 0,05 m; níveis de fluido indicados como H1 (à direita, nível superior) e H2 (nível mais baixo).

Imagem 2

Tabela de parâmetros fornecidos (transcrita do enunciado): Q = m³/s; CD = 0,8; S = m²; g = 9,8 m/s²; H1 e H2 = m.

Resposta

78%

Não é possível determinar numericamente com os dados visíveis.

Explicação

Para calcular o empuxo sobre o corpo submerso usa-se o princípio de Arquimedes:

E=ρgVdeslocadoE = \rho\, g\, V_{\text{deslocado}}

Ou seja, é indispensável saber:

  1. Qual fluido está no tanque (para obter ρ\rho; ex.: água 1000kg/m3\approx 1000\,\text{kg/m}^3).
  2. O volume deslocado pelo corpo VdeslocadoV_{\text{deslocado}} (volume do corpo efetivamente submerso).

Pela imagem, dá para ler algumas marcas geométricas (altura ~5,00 m, dimensão ~1,78 m e folga ~0,05 m) e aparecem também variáveis de escoamento (QQ, CDC_D, SS, H1H_1, H2H_2) típicas de orifícios/bocais para vazão. Porém:

  • não há o valor de ρ\rho (nem o fluido é explicitado),
  • não há o comprimento/profundidade do corpo (se é um cilindro, prisma etc.) para fechar VV,
  • H1H_1 e H2H_2 (anotados como algo como 3,00 m e 4,78 m) referem-se a níveis de fluido para vazão, mas não substituem o volume do sólido nem definem ρ\rho.

Assim, o empuxo só pode ser dado na forma simbólica:

E=ρgVsubmersoE = \rho\, g\, V_{\text{submerso}}

Para eu calcular um valor numérico, envie (ou confirme):

  • o fluido (água? óleo? densidade ρ\rho), e
  • a geometria completa do corpo (ex.: cilindro de diâmetro 1,78 m e comprimento L, ou um prisma com largura etc.) e se ele está totalmente submerso.

Alternativa correta: (sem alternativas).

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