Entenda o Princípio de Arquimedes

Quando estamos na piscina temos a sensação de que somos menos pesados, não é mesmo? Na verdade nosso peso real não muda, existe uma força chamada empuxo que é responsável por esse “fenômeno” e sem a qual isso não ocorreria. Vamos compreender no artigo de hoje o princípio de Arquimedes, conteúdo da Física, para entender essa sensação tão divertida!

Empuxo

Todo corpo imerso em um líquido em equilíbrio, sofre uma força (denominada empuxo) que age na vertical, para cima, e tem intensidade igual ao peso do líquido deslocado.

Na prática, conseguimos saber o volume de objetos de formas irregulares mergulhando esse objeto em um líquido contido em um recipiente de volume graduado, a variação na marcação do volume será o volume desconhecido do objeto.

Supondo que um recipiente cilíndrico está totalmente cheio de água, ao colocarmos um cubo maciço dentro do recipiente parte da água irá derramar, se captarmos a água que derramou e pesarmos em uma balança obtemos o peso do líquido deslocado que como mencionado anteriormente possui o mesmo valor da força de empuxo (E).

 

Demonstração:

 

F2 − F1 = E
P2 − P1 = µ ∙ 𝒈 ∙ 𝒉
F2/A − F1/A = µ ∙ 𝒈 ∙ 𝒉
F2 − F1 = µ ∙ 𝒈 ∙ 𝒉 ∙ 𝑨
F2 − F1 = µ ∙ 𝒈 ∙ VLD
E = µ ∙ 𝒈 ∙ VLD
E = 𝒈 ∙ mLD
E = 𝐏_LD

Lembrando que a direção e sentido da força de empuxo são sempre na vertical e para cima!

Para casos onde o corpo não está totalmente submerso o volume do líquido deslocado não é igual ao volume do corpo, mas é igual a uma parte dele.

Exemplo:

Um cubo de densidade 0,8 g/cm³ está parcialmente submerso em um recipiente com água de densidade 1g/cm³ , visto de frente, 8 cm de aresta estão fora do líquido, qual o tamanho total da aresta do cubo?

d: densidade do cubo
V: Volume do cubo
µ: densidade do líquido
V_LD: Volume da parte submersa
h: tamanho total da aresta

P = E
E = 𝑑 ∙ 𝑉 ∙ 𝑔 = µ ∙ 𝑔 ∙ V_LD
0.8 ∙ h³ = 1 ∙ (h-8)h²
0.8 ∙ h = h – 8
-0,2 ∙ h = – 8
h = 40 cm

Flutua ou afunda?

• O objeto irá afundar se a força peso for maior que a força de empuxo;
• O objeto irá flutuar se a força peso for menor que a força de empuxo;
• O objeto ficará em equilíbrio se a força peso tiver o mesmo valor que a força de empuxo;

Peso Aparente

Peso aparente é aquele que sentimos quando estamos na piscina, como falamos no começo, ele é menor que o peso real, pois subtraímos o empuxo sofrido pelo corpo. O corpo quando no interior de um fluido exibe um peso aparente dado por:

Peso aparente = Peso real – Empuxo

Posted: 12 Feb 2016 06:38 AM PST

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