Física I ⇒ Hidrostática - Empuxo Tópico resolvido

[mlcosta]

Estudos indicam que o aquecimento global, principal consequência do efeito estufa e das emissões extensivas de gases poluentes, pode causar o derretimento de neve e gelo, ocasionando a elevação do nível dos oceanos. Por outro lado, alguns pesquisadores
argumentam que o derretimento dos icebergs não altera o nível dos oceanos, uma vez que o volume final de água se mantém constante. Embora esse argumento esteja correto, a preocupação é com o derretimento das calotas polares – porções de gelo sobre a terra –, o que pode aumentar o nível dos oceanos e gerar graves consequências, inclusive alterações
climáticas.
Considerando constantes a densidade da água e a do gelo, o derretimento do iceberg não altera
o volume total de água dos oceanos porque o(a)

A) empuxo do iceberg é igual ao peso de sua parte submersa.
B) volume do iceberg é igual ao volume de sua água derretida.
C) peso do iceberg é menor que o peso total de sua água derretida.
D) peso do iceberg é igual ao peso do volume de água deslocada por ele antes do derretimento.
E) maior parte do iceberg está submersa, e a parte não submersa pouco influencia no volume de água derretida.

Não tenho o gabarito dessa questão, mas fiz uma análise das alternativas e vou mostrar abaixo minha conclusão. Me corrijam se eu estiver errado.

A) INCORRETO --> O empuxo aplicado pelo líquido em um corpo nele submerso, total ou parcialmente, é igual ao peso do líquido deslocado, e não ao peso da parte submersa do corpo.

B) INCORRETO --> Devido ao comportamento anômalo da água, ela, enquanto gelo, tem densidade menor e volume maior, mas sua massa não se altera. Portanto, o volume do iceberg é maior que o volume de sua água derretida.

C) INCORRETO --> De acordo com alternativa anterior, a massa da água enquanto gelo e após ser derretida não se altera. Seu peso, portanto, permanece constante.

D) CORRETO --> O empuxo é igual ao volume de líquido deslocado para cima devido ao volume imerso de um corpo.
Ao mesmo tempo, o empuxo igual ao peso de um corpo que flutua
Portanto, o peso do corpo é igual ao peso do líquido deslocado.

E) INCORRETO --> Independente da maior parte do iceberg está submersa ou emersa (não submersa), todo o seu volume fará parte de sua água derretida.

[lmtosta]

mlcosta,


Sua análise está perfeita até a letra C!!!!!!!!!

Quanto à letra D, note que ele afirma que o peso do iceberg é igual ao peso do volume de água deslocada antes do derretimento!!!!!!!!!

Vamos por partes:
P(iceberg) = m(iceberg) . g
P(água deslocada) = m(água deslocada) . g

Como você mesmo atestou anteriormente sobre o próprio comportamento anômalo da água, temos que:
m(água deslocada) >> m(iceberg)

Logo:
P(água deslocada) >> P(iceberg)

Portanto, letra D também é FALSA, INCORRETA!!!!!!!!!!

A letra E, por sua vez, é fidedigna ao que está acontecendo!!!!!!!!!

Como boa parte dos icebergs está submersa nas águas marinhas, o derretimento das geleiras não impactaria tanto o meio ambiente, pois a parte submersa dos icebergs já ocupa um determinado volume junto às águas marinhas, de modo que os derretimentos das partes submersas contribuiriam para retrair um pouco o nível do mar, ou seja, baixar um pouco o nível (já que a água ocupa um volume menor do que o gelo), ou no máximo manter o nível do mar como está, com leves aumentos acontecendo devido ao pouco de gelo que estava fora da água antes do derretimento, com este gelo sim contribuindo para o aumento do nível dos oceanos!!!!!!!!!!

Entretanto, como a quantidade de gelo sobre as águas é muito pequena quando comparada com o gelo submerso, pouco impacto o gelo externo geraria, pois o derretimento do gelo submerso geraria água líquida com volume menor, contribuindo até mesmo para reduzir o nível das águas, ou mantê-las constante ou com pequenas variações para mais devido ao pouco de gelo externo existente!!!!!!!!!!

Quando você analisa que "independente da maior parte do iceberg está submersa ou emersa, todo o seu volume fará parte de sua água derretida", de fato isto é verdadeiro, porém não se trata disso, e sim que a parte emersa contribui realmente para aumentar o nível das águas, pois acrescentará novo volume às águas quando de seu derretimento, pois não fazia parte do conjunto das águas anteriormente ao seu derretimento, enquanto que a parte submersa já faz parte do conjunto das águas, de modo que seu derretimento pouco interferiria no nível das águas, pois seu volume já era contabilizado como pertencente ao referido conjunto, antes do derretimento!!!!!!!!!!

Espero ter ajudado a esclarecer e, em caso de dúvida, siga questionando e atenderei o quanto antes!!!!!!!!!!

[mlcosta]

mlcosta,


Sua análise está perfeita até a letra C!!!!!!!!!

Quanto à letra D, note que ele afirma que o peso do iceberg é igual ao peso do volume de água deslocada antes do derretimento!!!!!!!!!

Vamos por partes:
P(iceberg) = m(iceberg) . g
P(água deslocada) = m(água deslocada) . g

Como você mesmo atestou anteriormente sobre o próprio comportamento anômalo da água, temos que:
m(água deslocada) >> m(iceberg)

Logo:
P(água deslocada) >> P(iceberg)

Portanto, letra D também é FALSA, INCORRETA!!!!!!!!!!

A letra E, por sua vez, é fidedigna ao que está acontecendo!!!!!!!!!

Como boa parte dos icebergs está submersa nas águas marinhas, o derretimento das geleiras não impactaria tanto o meio ambiente, pois a parte submersa dos icebergs já ocupa um determinado volume junto às águas marinhas, de modo que os derretimentos das partes submersas contribuiriam para retrair um pouco o nível do mar, ou seja, baixar um pouco o nível (já que a água ocupa um volume menor do que o gelo), ou no máximo manter o nível do mar como está, com leves aumentos acontecendo devido ao pouco de gelo que estava fora da água antes do derretimento, com este gelo sim contribuindo para o aumento do nível dos oceanos!!!!!!!!!!

Entretanto, como a quantidade de gelo sobre as águas é muito pequena quando comparada com o gelo submerso, pouco impacto o gelo externo geraria, pois o derretimento do gelo submerso geraria água líquida com volume menor, contribuindo até mesmo para reduzir o nível das águas, ou mantê-las constante ou com pequenas variações para mais devido ao pouco de gelo externo existente!!!!!!!!!!

Quando você analisa que "independente da maior parte do iceberg está submersa ou emersa, todo o seu volume fará parte de sua água derretida", de fato isto é verdadeiro, porém não se trata disso, e sim que a parte emersa contribui realmente para aumentar o nível das águas, pois acrescentará novo volume às águas quando de seu derretimento, pois não fazia parte do conjunto das águas anteriormente ao seu derretimento, enquanto que a parte submersa já faz parte do conjunto das águas, de modo que seu derretimento pouco interferiria no nível das águas, pois seu volume já era contabilizado como pertencente ao referido conjunto, antes do derretimento!!!!!!!!!!

Espero ter ajudado a esclarecer e, em caso de dúvida, siga questionando e atenderei o quanto antes!!!!!!!!!!

Deixa eu fazer uma correção sobre minha análise da alternativa D. Me equivoquei quando disse que "o empuxo é igual ao VOLUME da água deslocada". Não prestei atenção quando digitei, mas queria dizer que "o empuxo é igual ao PESO da água deslocada". Não prestei atenção na hora. Mas, continuando, se o empuxo é igual ao peso da água deslocada e também ao peso do iceberg, porque então o peso do iceberg não é igual ao peso da água deslocada?
Sobre as massas da água enquanto gelo e após seu derretimento total, não falei que essas massas são diferentes. Fiz essa análise na alternativa B. Confesso que a alternativa E também me levou a fazer uma análise como correta, mas ainda assim queria entender melhor porque a D é falsa. Ainda não consegui perceber.

[lmtosta]

mlcosta,


Água é mais densa que gelo, logo a massa de água deslocada para gerar empuxo é MAIOR do que a massa do iceberg, logo o empuxo gerado pela água deslocada é MAIOR do que o peso do iceberg, considerando este último completamente formado por gelo!!!!!!!!!

Peso do iceberg não pode ser igual ao peso da água deslocada porque a densidade do gelo é menor do que da água, de modo que deslocamento de gelo desloca menos massa do que o mesmo deslocamento de água. Os deslocamentos, peso e empuxo NÃO SÃO IGUAIS, diferente do que aponta em seu último post!!!!!!!!!

[mlcosta]

mlcosta,


Água é mais densa que gelo, logo a massa de água deslocada para gerar empuxo é MAIOR do que a massa do iceberg, logo o empuxo gerado pela água deslocada é MAIOR do que o peso do iceberg, considerando este último completamente formado por gelo!!!!!!!!!

Peso do iceberg não pode ser igual ao peso da água deslocada porque a densidade do gelo é menor do que da água, de modo que deslocamento de gelo desloca menos massa do que o mesmo deslocamento de água. Os deslocamentos, peso e empuxo NÃO SÃO IGUAIS, diferente do que aponta em seu último post!!!!!!!!!

Pronto, tudo certo então. Entendi. Valeu, obrigado.