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(UFJF)Um estudante de Física observa que, na festa de aniversário de um amigo, existem vários balões de borracha de tamanhos diferentes. No final da festa, o estudante pede ao aniversariante o maior balão para fazer um teste de hidrostática. Utilizando instrumentos de medidas apropriados, o estudante mede uma massa mbalão= 100 g para o balão vazio e um volume máximo Vb=0,5m3 para o balão cheio de ar. O estudante sabe que, para o balão flutuar no ar, é
necessário que o seu peso total seja menor que o peso do ar por ele deslocado. Assim, ele decide encher o balão de borracha com gás hélio que, sabidamente, é mais leve do que o ar. Após encher o balão inteiramente com gás hélio, o estudante amarra o mesmo com um fio inextensível de massa desprezível e o segura suspenso no ar.
Admitindo a densidade do ar ρar =1,3 kg/m3 e a densidade do gás hélio ρHe= 0,18 kg/m3 :
a) calcule o módulo da força que o ar exerce sobre o balão preenchido com o gás hélio.
b) calcule a massa do gás hélio necessária para encher o balão até seu volume máximo.
c) faça um diagrama de forças que atuam sobre o balão. Identifique cada uma das forças.
d) calcule a força necessária no fio para que o balão seja impedido de subir.
necessário que o seu peso total seja menor que o peso do ar por ele deslocado. Assim, ele decide encher o balão de borracha com gás hélio que, sabidamente, é mais leve do que o ar. Após encher o balão inteiramente com gás hélio, o estudante amarra o mesmo com um fio inextensível de massa desprezível e o segura suspenso no ar.
Admitindo a densidade do ar ρar =1,3 kg/m3 e a densidade do gás hélio ρHe= 0,18 kg/m3 :
a) calcule o módulo da força que o ar exerce sobre o balão preenchido com o gás hélio.
b) calcule a massa do gás hélio necessária para encher o balão até seu volume máximo.
c) faça um diagrama de forças que atuam sobre o balão. Identifique cada uma das forças.
d) calcule a força necessária no fio para que o balão seja impedido de subir.
