PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES

DISCIPLINA: FÍSICA 1

PROFESSOR: DEMETRIUS

SÉRIE: 1º ANO

O que é o empuxo?• É uma força de sustentação dirigida para cima

quando se mergulha algum objeto dentro de um líquido ou mesmo de um gás.

Um líquido exerce pressão em todas as direções sobre um corpo nele mergulhado.

Por que aparece o empuxo?

• Quando um corpo é mergulhado num fluido, as forças que atuam no corpo dirigidas para cima são maiores que as dirigidas para baixo.

PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES

O valor do empuxo que atua sobre um corpo mergulhado em um líquido é igual ao peso do líquido deslocado.

O empuxo será maior em “C”, pois há mais líquido deslocado.

• Se o bloco de madeira for introduzido parcialmente na água e deslocar 2 litros de água, o empuxo sobre o bloco será E= 20 N.

• Se aprofundarmos mais bloco, o empuxo sobre ele aumentará. Por exemplo, se ele deslocar 5 litros de água, o empuxo sobre ele será E = 50 N.

• E quanto maior for o volume do líquido deslocado, maior será o empuxo que ele receberá.

• Depois que o corpo já está totalmente submerso, por mais que o objeto afunde, o empuxo sobre ele não aumentara.

Considerando g=10m/s² e a dágua=10³ kg/m³...

Se um corpo está flutuando na água, o empuxo é igual ao

peso do corpo!

O empuxo também depende da densidade do líquido

• Onde:

E= d.g.V

E é a intensidade da força de empuxo (em N)d é a densidade do líquido (em kg/m³).g é o valor da aceleração da gravidade local (em m/s²)

V é o volume do fluido deslocado (em m³)

É mais fácil, então, nadar no mar do que na água doce?

A água do mar é mais densa que a água doce (justamente por conta dos sais nela dissolvidos). Em consequência, a pessoa sofre um maior empuxo.

SIM!

O Mar Morto

• O Mar Morto fica localizado no Oriente Médio e recebe esse nome por conta de não abrigar praticamente nenhuma forma de vida, devido à grande quantidade de sal que suas águas contêm (cerca de 10 vezes superior à quantidade de sal da água do mar). É impossível uma pessoa afundar nessas águas!

Por que um navio que tem um enorme peso bóia na

água enquanto uma pequena esfera de chumbo

afunda?

Condições de FlutuaçãoSe a densidade do corpo for menor que a densidade do líquido, o corpo bóia.

Se a densidade do corpo for maior que a densidade do líquido, o corpo afunda.

Se a densidade do corpo for igual a densidade do líquido, o corpo fica em equilíbrio indiferente.

Em resumo, há 3 saídas para calcular o empuxo

• Peso do líquido deslocado;

• Empuxo é igual ao peso;

• E = d.g.V

EXERCÍCIOS EXTRAS

• 1. Um bloco de madeira, ao ser introduzido parcialmente na água, desloca uma quantidade de 0,5 litro de água. Qual é o valor da força de empuxo que ele sofre? (Considere a densidade da água dágua= 1,0.10³ kg/m³ ou 1 kg/l e gTerra=10 m/s²)

• 2. O mesmo bloco do problema 4 é introduzido agora totalmente na água. Se ele desloca 1,5 litro de água, qual o novo valor da força de empuxo que ele sofre?

• 3. Um bloco de massa 4 kg está flutuando sob a água. Quanto vale o valor da força de empuxo que nele atua?

4. Uma melancia cujo peso é 45 N flutua na água. Qual o valor da força de empuxo que atua na melancia?5. Por que é mais fácil uma pessoa boiar na água do mar do que na água doce?6. Por que um navio não afunda na água?7. Quais dos objetos abaixo bóiam na água? Quais afundam? Considere que todos os objetos sejam maciços (densidade da água: 1000 kg/m³ ou 1 g/cm³)

Corpo Massa Volume DensidadeA 400 g 80 cm³B 3 kg 0,005 m³C 4 kg 0,002 m³D 900 g 1200 cm³E 700 g 700 cm³