IMPULSÃOLEI DE ARQUIMEDES

FQ- 9ºano

IMPULSÃO LEI DE ARQUIMEDES

Material, no estado líquido ou gasoso, que não tem forma própria e escoa com relativa facilidade.

São caracterizados pela:

viscosidade – valor numérico relacionado coma maior ou menor facilidade em escoar;

densidade () – razão entre a massa (m) do fluido e o volume (V) que ocupa a determinada pressão e temperatura.

O mel é mais viscoso do que a água.

FLUIDO

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Força exercida por um fluido sobre um corpo nele mergulhado, total ou parcialmente.

Tem direção vertical, sentido de baixo para cima e um valor que depende do volume imerso do corpo e das características do fluido (a sua densidade, por exemplo).

A sua descoberta deve-se a Arquimedes.

IMPULSÃO (I ) Copiar para o caderno

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Quando o corpo está parcialmente imerso:

IMPULSÃO (I )

O corpo está em equilíbrio: o valor da impulsão (I) é igual ao valor da força gravítica (Fg).

Mar morto…

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I = Preal – Paparente

Preal Paparente

PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES

Todo o corpo mergulhado num fluido (líquido ou gás) sofre, por parte deste, uma força vertical para cima, cuja intensidade é igual ao peso do volume de fluido deslocado pelo corpo.

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Exemplo 1: Observa a 3ª imagem. Identifica os valores do peso aparente do corpo, do seu peso real e da impulsão que nele atua.

Fd,o=0,5 N

FT,o=?

Fres= 0 FT,o= 0,5 N

Fa,o=?

Fd,o=0,3 N

FT,o=0,5 N

Fres=0 Fa,o=0,2 N

Fa,o= ?

Fd,o=0,4 N

FT,o=0,5 N

Fres=0 Fa,o=0,1 N

VERIFICAÇÃO DO PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES

Resultado: Paparente = 0,4 N; Preal = 0,5 N; I = 0,1 N. Porquê?

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Quando o corpo está totalmente imerso, pode ocorrer uma de três situações:

CONDIÇÕES DE FLUTUAÇÃO E AFUNDAMENTO DE UM CORPO NUM FLUIDO

O corpo emerge e flutua

O corpo mantém--se em equilíbrio

O corpo afunda-se

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Os barcos flutuam pois a sua densidade média é inferior à densidade da água.

Os barcos flutuam melhor na água salgada do que na água doce.

A impulsão exercida pela água sobre o barco depende, entre outras coisas, da densidade da água e do volume do barco que se encontra imerso na água.

O barco está em equilíbrio: o valor da impulsão (I) é igual ao valor da força gravítica (Fg).

FLUTUAÇÃO DOS BARCOS

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O ar a maior temperatura é menos denso que o ar a temperatura mais baixa. Assim, a impulsão é maior do que a força gravítica; a força resultante tem sentido ascendente e o balão sobe.

BALÃO DE AR QUENTE

Para que o balão desça para-se, momentaneamente, o aquecimento do ar no seu interior.

Para que o balão suba mais é necessário aumentar a temperatura do ar no seu interior.

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Exemplo 2:

Uma bola de peso 3,5 N (situação A) pesa apenas 2,0 N quando completamente imersa num líquido (situação B), conforme mostra a figura:

a) Identifique o nome dos aparelhos representados.

b) Identifique o nome do cientista que estudou experimentalmente a situação descrita.

c) Determine o valor da impulsão exercida pelo líquido sobre a bola.

d) Indique, justificando, se uma outra bola, com o mesmo volume e de peso maior, for colocada no mesmo líquido, ficará sujeita ao mesmo valor de impulsão.

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a) Dinamómetros.

b) Arquimedes.

c) I = Preal – Paparente = 3,5 – 2,0 = 1,5 N

d) Sim; o valor da impulsão não depende do peso da bola mas do volume imerso e este é o mesmo.

SOLUÇÕES (exemplo 2):

Fatores de que depende a força de impulsão

Um corpo submerso, parcial ou totalmente, num fluido fica sujeito a uma força de impulsão

vertical com sentido de baixo para cima cujo valor é igual ao valor peso do volume de

fluido deslocado pelo corpo:

I = P volume de fluido deslocado pelo corpo

Como:

P fluido deslocado pelo corpo = m fluido deslocado pelo corpo × g

então,

I = m fluido deslocado pelo corpo × g

Por outro lado, como:

m fluido deslocado pelo corpo = ρ fluido × V fluido deslocado pelo corpo

então,

I = ρ fluido × V fluido deslocado pelo corpo × g

M13