Copo com Gelo

Metadata

• CONTEXTO : Primeiro ciclo
• AREA: Física
• DISCIPLINA: Mecânica e ondas
• ANO: 1
• LINGUA: pt
• AUTOR: Ana Mourão
• MATERIA PRINCIPAL: Princípio de Arquimedes
• DESCRICAO: Copo com Gelo
• DIFICULDADE: ***
• TEMPO MEDIO DE RESOLUCAO: 600 [s]
• TEMPO MAXIMO DE RESOLUCAO: 1200 [s]
• PALAVRAS CHAVE: Princípio, Arquimedes, Fluidos, Mecânica, Densidade

Num copo é colocado um cubo de gelo com $V_{\rm gelo}=27 \,$cm$^3$. No copo deitam-se mais 2 dL de água. O copo com água fica completamente cheio mas sem se entornar. A massa do copo é $m=50\,$ g.

Densidade do gelo (-1ºC): 999.77 Kg.m$^{-3}$

Densidade da água (4ºC): 999.97 Kg.m$^{-3}$

• Qual o peso do copo com o gelo?

Respostas

$P \simeq 0.7553 \,$ N

• Qual a percentagem de gelo submerso e qual o peso do copo com o gelo e a água?

Respostas

$%_{sub} \simeq 99.98%$

• Quando o gelo derrete a água entorna? Justifique o raciocínio com cálculos. Considere que, no equilibrio, a temperatura do sistema se mantém em 4 ºC.

Respostas

$\Delta V_{Gelo} \simeq -46 \times 10^{-10} \,$ m$^3$

Como o volume do gelo diminui, o recipiente não entorna.

• Qual a massa do copo com a água inicial e a água correspondente ao gelo derretido? Nota: Caso a resposta anterior seja afirmativa não considere a água que saíu do copo.

Respostas

$M_{tot} \simeq 0.27698 \,$ Kg