Unidade 4 Forças e fluidos

Unidade 4 Forças e fluidos

4.2 Lei de Arquimedes

Arquimedes, no século III a. C., estabeleceu um princípioimportante da hidrostática, conhecido como Lei de Arquimedes.

Arquimedes de Siracusa(287-212 a. C.)

Físico, astrónomo, matemático e inventor grego, é considerado um dos maiores sábios da Antiguidade.

I = Pfluido deslocado

Lei de Arquimedes

Um corpo imerso num fluido é sujeito a uma impulsão verticale ascendente, de valor igual ao do peso do fluido deslocado.

Esta lei é representada simbolicamente da seguinte forma:

⬄

I = mfluido deslocado x g ⬄ A massa do fluido pode ser calculadaatravés da expressão da densidade (ρ):

ρfluido = mfluido deslocado

Vfluido deslocado⬄

mfluido deslocado = ρfluido x Vfluido deslocado

P = m x g

I = ρfluido x Vfluido deslocado x g Resumindo, a impulsão pode ser calculada com base na seguinte expressão:

I = ρfluido x Vfluido deslocado x g

Vamos aplicar a Lei de Arquimedes a um caso prático.

… peso com um valor de 5 N.

… volume (V) de 4 dm3.

Considera uma bola com…

Vamos colocar a bola no interior de um recipiente com água.

Quando a bola é introduzida no recipiente, o nível da água no interior do recipiente sobe.

Variação do nível da água devido à introdução da bola.

A subida do nível da água ocorre porque a bola ocupa espaço que anteriormente era ocupado pela água.

A introdução da bola no recipiente leva a que um determinado volume de água seja deslocado.

Vamos colocar a bola no interior de um recipiente com água.

Uma vez que a bola tem 4 dm3 de volume, qual será o volume de água deslocado?

Variação do nível da água devido à introdução da bola.

O volume de água deslocado será igual ao volume da bola, 4 dm3.

4 dm3

Vágua deslocado = 4 dm3

Vamos colocar a bola no interior de um recipiente com água.

A impulsão sofrida pela bola pode ser calculada pela expressão:

Variação do nível da água devido à introdução da bola.4 dm3

I = ρfluido x Vfluido deslocado x g Vágua deslocado = 4 dm3

ρágua = 1 kg dm–3

g 9,8 m s ≃ –2

⬄

I = 1 x 4 x 9,8 ⬄

I = 39,2 N

Vamos colocar a bola no interior de um recipiente com água.

Ao comparar a impulsão com o peso, verifica-se que a impulsão tem um valor bastante superior, e por isso a bola sobe até à superfície.

Variação do nível da água devido à introdução da bola.4 dm3

I

P10 NEscala

Conclusão

Um corpo imerso num fluido é sujeito a uma impulsão vertical e ascendente, de valor igual ao do peso do fluido deslocado.

I = Pfluido deslocado ⬄

I = ρfluido x Vfluido deslocado x g