Impulsão
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Lei de Arquimedes
 Porque é que um navio, que pesa
muitas toneladas, flutua e uma
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 Porque flutuam no a...
 É a Arquimedes, físico e matemático, que se deve a descoberta da
força de impulsão.
 Reza a lenda que, por volta do séc...
 Certo dia, Arquimedes terá descoberto
a solução para o problema, enquanto
tomava banho.
 A solução do problema levou-o ...
 Qualquer corpo mergulhado num fluido (liquido ou gás), fica sujeito
a uma força vertical, de baixo para cima, exercida p...
 Qualquer corpo mergulhado num liquido tem um peso inferior ao
seu peso real. Esse peso designa-se por peso aparente do c...
 Qualquer corpo mergulhado num liquido tem um
peso inferior ao seu peso real. Esse peso designa-se
por peso aparente do c...
Porque razão uns corpos
flutuam na água e outros não?
Quando é que um corpo vai ao fundo?
Se dentro do líquido P > I, o corpo vai para o fundo
Se dentro do líquido I = P, o corpo fica em
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Se dentro do líquido I > P, o corpo sobe
até que I = P, e o corpo flutua
Quando é que um corpo flutua?
Para que um corpo f...
Lei de Arquimedes
I = P do líquido deslocado
Qualquer corpo mergulhado num líquido recebe da parte
deste uma impulsão vertical, de baixo par...
Lei de Arquimedes I = P do líquido deslocado
= 0,050 Kg
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Para calcular o peso, sabemos que:
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Lei de Arquimedes
Como r água = 1,0 g/cm3, a 4ºC
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Como terá desvendado então Arquimedes, o
mistério da constituição da coroa?
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De que depende a Impulsão?
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Vamos organizar ideias e resumir o essencial
Forças
exemplos de forças
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Princípio de
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Fim
De que depende a Impulsão?
Quando está em forma de cesto, o volume imerso é maior.
Quanto maior for o volume imerso, maior...
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Impulsão e a lei de Arquimedes

  1. 1. Impulsão e a Lei de Arquimedes
  2. 2.  Porque é que um navio, que pesa muitas toneladas, flutua e uma pequena esfera metálica não flutua?  Porque flutuam no ar, os balões de ar quente?  Como funcionam os submarinos?  Porque é que uma pessoa flutua mais facilmente na água do mar do que na água doce de uma piscina? Nesta unidade vais aprender
  3. 3.  É a Arquimedes, físico e matemático, que se deve a descoberta da força de impulsão.  Reza a lenda que, por volta do séc. III a.C.,o rei Hieron de Siracusa pedira a Arquimedes a resolução de um problema: A lenda de Arquimedes  O rei desconfiava que a sua coroa não continha o ouro que ele tinha entregue a um artificie para a fazer. O problema de Arquimedes seria provar, sem destruir a coroa, que esta era constituída por uma mistura de metais e não por ouro puro.
  4. 4.  Certo dia, Arquimedes terá descoberto a solução para o problema, enquanto tomava banho.  A solução do problema levou-o a enunciar a Lei de Arquimedes.  Ora Arquimedes, de quem se diz que era muito distraído, ficou tão entusiasmado A lenda de Arquimedes  Arquimedes ter-se-á apercebido, que o aumento de volume observado na água, era o volume do seu próprio corpo. com a sua descoberta que saltou da banheira e saiu para a rua, completamente nu, gritando: «Eureka! Eureka!», que significa: Descobri! Descobri!
  5. 5.  Qualquer corpo mergulhado num fluido (liquido ou gás), fica sujeito a uma força vertical, de baixo para cima, exercida por esse fluido. Essa força designa-se por impulsão e representa-se por I. Quando estamos dentro de água parecemos ser mais leves, parece que algo nos empurra para a superfície da água. Impulsão  A impulsão nos líquidos é muito maior do que nos gases
  6. 6.  Qualquer corpo mergulhado num liquido tem um peso inferior ao seu peso real. Esse peso designa-se por peso aparente do corpo. Peso aparente = peso real – impulsão O peso aparente é a resultante de duas forças com sentidos opostos o peso real e a impulsão. P I Pap peso real peso aparente I
  7. 7.  Qualquer corpo mergulhado num liquido tem um peso inferior ao seu peso real. Esse peso designa-se por peso aparente do corpo. Pap = Pr – I I = Pr – Pap Peso aparente = peso real – impulsão O valor da impulsão pode ser calculado com base nesta expressão matemática:
  8. 8. Porque razão uns corpos flutuam na água e outros não?
  9. 9. Quando é que um corpo vai ao fundo? Se dentro do líquido P > I, o corpo vai para o fundo
  10. 10. Se dentro do líquido I = P, o corpo fica em equilíbrio no interior do liquido Quando é que um corpo fica no interior de um líquido?
  11. 11. Se dentro do líquido I > P, o corpo sobe até que I = P, e o corpo flutua Quando é que um corpo flutua? Para que um corpo flutue , num determinado fluido, é necessário que a densidade desse corpo seja menor do que a do fluido.
  12. 12. Lei de Arquimedes
  13. 13. I = P do líquido deslocado Qualquer corpo mergulhado num líquido recebe da parte deste uma impulsão vertical, de baixo para cima, de valor igual ao do peso do volume de líquido deslocado. Lei de Arquimedes
  14. 14. Lei de Arquimedes I = P do líquido deslocado = 0,050 Kg Massa do líquido deslocado Para calcular o peso, sabemos que: gmP  I 0,5 N Podemos confirmar o valor da impulsão calculando-a através da expressão: I = Pr – Pap I = 1,5N -1,0 N I = 0,5N
  15. 15. Lei de Arquimedes Como r água = 1,0 g/cm3, a 4ºC r  m v I = P do líquido deslocado m = 1,0 g/cm3 x 50 cm3 Podemos calcular também a massa do líquido deslocado, a partir do seu volume: e novamente r x v  m
  16. 16. r = m v I = P do líquido deslocado Como calcular diretamente a impulsão a partir do volume do líquido deslocado? Então podemos calcular o peso do líquido deslocado pela expressão: m = r x v Sabemos que a massa de um corpo se relaciona com o seu volume através da sua densidade: gmP  P liq. deslocado = r x v x g e que I = r x v x g
  17. 17. Como terá desvendado então Arquimedes, o mistério da constituição da coroa? Pensa-se que ele terá observado que massas iguais de prata e de ouro faziam transbordar volumes de água diferentes (porque os dois materiais têm densidades diferentes). Então, terá mergulhado numa bacia cheia de água um bloco de ouro de massa igual à da coroa, e medido o volume de água que transbordou. Terá depois repetido novamente o procedimento, mas com um bloco de prata. Terá então constatado que o volume de água que transbordou, quando mergulhou o bloco de ouro, era menor do que quando mergulhou o bloco de prata. Ao repetir a experiência com a coroa, terá verificado que o volume de água que transbordou era maior que o do bloco de ouro e menor do que o do bloco de prata. A coroa era então uma mistura de ouro e prata
  18. 18. Arquimedes também poderá ter utilizado outra técnica de descobrir que a coroa não era feita só de ouro:
  19. 19. De que depende a Impulsão?
  20. 20. De que depende a Impulsão? Água doce Água salgada No mar morto a densidade da água é muito grande devido à sua elevada salinidade Quanto maior a densidade de um fluído, maior é a impulsão Como a densidade dos líquidos é muito maior do que dos gases, a sua impulsão também é muito maior do que a dos gases.
  21. 21. De que depende a Impulsão? Quando está em forma de cesto, o volume imerso é maior. Quanto maior for o volume (para um corpo feito do mesmo material e com o mesmo peso), maior é a impulsão. Se colocarmos plasticina em forma de esfera, dentro da água, verificamos que ela vai ao fundo. Se a moldarmos em forma de cesto ela vai flutuar. Porquê? Segundo a Lei de Arquimedes, ao aumentarmos o volume do liquido deslocado, também aumentamos é a impulsão.
  22. 22. Maior o volume imerso Maior densidade do líquido Maior Impulsão Maior Impulsão Como a densidade dos líquidos é muito maior do que dos gases, a sua impulsão também é muito maior do que a dos gases. De que depende a Impulsão?
  23. 23. Os barcos, apesar de serem feitos de materiais densos como o ferro e o aço, flutuam na água porque recebem desta uma impulsão suficiente para compensar o seu enorme peso. Como? Nos navios o volume da parte imersa é muito grande, para que seja também muito grande o volume da água deslocada, e consequentemente, a impulsão. A forma da parte inferior dos navios , está estudada para que a impulsão aumente ao aumentar o peso do navio devido à carga, de modo a que se tenha sempre: I = P Porque flutuam os barcos? P I
  24. 24. Nos navios o volume da parte imersa é muito grande, para que seja também muito grande o volume da água deslocada, e consequentemente, a impulsão. Deste modo tem-se sempre: I = P Porque flutuam os barcos? P I
  25. 25. Para submergir os submarinos deixam entrar água para os tanques, passando a ter : Para vir à superfície, os tanques são esvaziados para que fique: I > P Como funcionam os submarinos? P > I P = I P > I I > P P = I Quando chegam à superfície fica: P = I
  26. 26. De acordo com o principio de Arquimedes, um balão elevar-se-á no ar, quando o valor do seu peso for inferior ao valor da impulsão que o ar exerce sobre ele. Isso acontece quando a sua densidade for menor do que a do ar. Porque flutuam os balões de ar quente? Os balões são então normalmente cheios com hélio ou com ar quente, que são menos densos que o ar.
  27. 27. Vamos organizar ideias e resumir o essencial Forças exemplos de forças Explicada pelo Princípio de Arquimedes Que pode ser prejudicial são grandezas... Caracterizam-se por Ponto de aplicação da soma vetorial de um sistema de forças obtém-se Fr≠0 Fr=o …. Lei de Newton resultam da interação entre corpos 3ª Lei de Newton …. Lei de Newton Fr = mxa Se o vetor Fr tem a mesma direção e sentido do movimento Se o vetor Fr tem a mesma direção e sentido oposto ao movimento O movimento pode ser alterado por:
  28. 28. Vamos organizar ideias e resumir o essencial Forças exemplos de forças Impulsão Atrito Explicada pelo Princípio de Arquimedes Que pode ser Útil prejudicial vetoriais são grandezas... Caracterizam-se por Direção Sentido Ponto de aplicação Intensidade da soma vetorial de um sistema de forças obtém-se Força Resultante Fr≠0 Fr=o Repouso M.R.U 1ª Lei de Newton resultam da interação entre corpos 3ª Lei de Newton 2ª Lei de Newton Fr = mxa Se o vetor Fr tem a mesma direção e sentido do movimento Se o vetor Fr tem a mesma direção e sentido oposto ao movimento a < 0 a > 0 O movimento pode ser alterado por:
  29. 29. Fim
  30. 30. De que depende a Impulsão? Quando está em forma de cesto, o volume imerso é maior. Quanto maior for o volume imerso, maior é a impulsão Se colocarmos plasticina em forma de esfera, dentro da água, verificamos que ela vai ao fundo. Se a moldarmos em forma de cesto ela vai flutuar. Porquê? Segundo a Lei de Arquimedes, ao aumentarmos o volume do liquido deslocado, também aumentamos é a impulsão.

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