Dissertativa 10 - 2ª Fase - Física - IME 2021

Um recipiente de formato cúbico de aresta a armazena 100 L de água. Um objeto cúbico de aresta b é colocado no interior desse recipiente e fica com 75% de seu volume submerso, conforme mostrado na figura. No instante t = 0, aplica-se na direção vertical uma força $\overrightarrow{F}$, no centro da face superior do cubo, fazendo com que o objeto seja deslocado para cima.

Dados:

• massa específica da água: 1000 kg/m³;
• aceleração da gravidade: g = 10 m/s²
• $a$ = 0,5 m; e 
• b = 0,2 m

Desconsiderando o atrito entre o recipiente e a água e sabendo que a intensidade da força $\overrightarrow{F}$ varia de forma que a altura da água no recipiente caia a uma taxa constante de 4 mm/s, determine:

1. a massa específica do objeto, em kg/m³; 
2. o volume do objeto cúbico submerso, em t = 5 s; e
3. módulo da força $\overrightarrow{F}$ no mesmo instante de tempo do item b)