(IME - 2021/2022 2 Fase)O submarino, mostrado na F

(IME - 2021/2022 2º Fase) 

O submarino, mostrado na Figura 1, está com os tanques de lastro vazios de água e, nestas condições, possui massa específica µs = 0,92 g/cm³, quando está sem tripulação e suprimentos. Na Figura 2, ilustra-se um dos dois tanques cilíndricos de lastro idênticos, que podem ser preenchidos com água do mar. Os êmbolos são acionados por motores elétricos, sendo movimentados entre os batentes, de modo a regular o volume de água do mar nesses tanques. Considere que o tanque de lastro esteja sem água com o êmbolo na posição 2 e com 59,5 m³ de água do mar com o êmbolo na posição 1, quando estiver cheio.

Dados:

• massa específica da água do mar: µ_a = 1,03 g/cm³;

• volume do submarino: Vs = 840 m³; e

• aceleração da gravidade: g = 10 m/s².

Observação:

• os fluxos de água nos dutos dos tanques de lastro não interferem no movimento do submarino. Admitindo que, em determinada missao, embarcaram tripulantes e suprimentos, perfazendo uma massa de 5880 kg, determine:

a) a porcentagem do volume do submarino que ficará submersa após o embarque, supondo os  tanques de lastro com os êmbolos na posição 2; 

b) a massa total de água do mar, em kg, que deverá ser introduzida nos tanques de lastro para que ocorra a completa submersão do submarino; 

c) os maximos módulos das acelerações verticais, em m/s² , para emergir e para submergir o submarino, desconsiderando a forc¸a de resistência da água do mar e estando o submarino estabilizado em determinada profundidade.