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FGV Economia 2009 – Questão 96

Ciências da Natureza / Física / Empuxo / Teorema de Arquimedes
A fim de se manter o reservatório das caixas d’água sempre com volume máximo, um mecanismo hidráulico conhecido como boia emprega o princípio de Arquimedes. Uma boia pode ser resumida nas seguintes partes: flutuador (A), alavanca em “L” (barra torcida no formato da letra L e que liga os pontos A, B e C), articulação (B) e válvula (C). Seu funcionamento conta com o empuxo a que o flutuador fica submetido conforme o nível de água sobe. Se o volume de água está baixo, o braço BC da alavanca deixa de ficar vertical, não exercendo força sobre a válvula C, permitindo que a água jorre do cano (D). A válvula C somente permanecerá fechada se, devido à força de empuxo sobre o flutuador, o braço BC assumir a posição vertical.
 
 
Considere que, em condições normais de funcionamento, uma boia mantenha a entrada de água fechada ao ter metade de seu volume submerso na água do reservatório. Uma vez que os braços AB e BC da alavanca em “L” guardam entre si a proporção de 5:1, a intensidade da força com que a alavanca empurra a válvula contra o cano, em N, é:
Dados: Volume submerso da boia = 1 .10–3m3;
           Densidade da água = 1.103kg/m3;
           Aceleração da gravidade = 10m/s2;
           Massa do conjunto boia e flutuador desprezível;
 
Desconsiderar a influência da pressão atmosférica sobre a válvula.
a) 50.
b) 100.
c) 150.
d) 200.
e) 250.

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