Quando uma bola afunda na água, as seguintes forças agem nela:

1. Gravidade (FG): Essa força puxa a bola para baixo, em direção ao centro da terra. Sua magnitude é calculada como:

* fg =mg , onde:
* m é a massa da bola
* g é a aceleração devido à gravidade (aproximadamente 9,8 m/s²)

2. Flutuabilidade (FB): Essa força age para cima, opondo -se à força da gravidade. É causada pela diferença de pressão entre a parte superior e a parte inferior da bola, que surge do peso da água deslocada pela bola. Sua magnitude é calculada como:

* fb =ρvg , onde:
* ρ é a densidade da água
* v é o volume da bola submersa na água
* g é a aceleração devido à gravidade

3. Arraste (fd): Essa força se opõe ao movimento da bola pela água e age na direção oposta da velocidade da bola. É causado pelo atrito entre a superfície da bola e as moléculas de água. A magnitude do arrasto depende de fatores como a forma, o tamanho, a velocidade da bola e a viscosidade da água.

4. Peso da bola (W): Esta é a força exercida pela bola devido à sua própria massa. É essencialmente o mesmo que a força da gravidade agindo na bola.

Veja como essas forças funcionam juntas:

* Quando a bola está afundando, a força da gravidade é mais forte que a força da flutuabilidade. Isso significa que a força líquida que atua na bola é para baixo, fazendo com que ela acelere para baixo.
* A força de arrasto aumentará à medida que a velocidade da bola aumenta. Eventualmente, a força de arrasto e a força da flutuabilidade equilibrarão a força da gravidade, fazendo com que a bola atinja uma velocidade constante de afundamento (velocidade terminal).

É importante observar que a magnitude exata de cada força dependerá das propriedades específicas da bola (como sua massa, volume e forma) e da água (como sua densidade e viscosidade).