ITA 2007 — Questão 25

A figura mostra uma bolinha de massa $m = 10\ \text{g}$ presa por um fio que a mantém totalmente submersa no líquido (2), cuja densidade é cinco vezes a densidade do líquido (1), imiscível, que se encontra acima. A bolinha tem a mesma densidade do líquido (1) e sua extremidade superior se encontra a uma profundidade $h$ em relação à superfície livre. Rompido o fio, a extremidade superior da bolinha corta a superfície livre do líquido (1) com velocidade de $8{,}0\ \text{m/s}$. Considere aceleração da gravidade $g = 10\ \text{m/s}^2$, $h_1 = 20\ \text{cm}$, e despreze qualquer resistência ao movimento de ascensão da bolinha, bem como o efeito da aceleração sofrida pela mesma ao atravessar a interface dos líquidos. Determine a profundidade $h$.