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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