Aula 7

1.595 visualizações

Publicada em

0 comentários
1 gostou
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
1.595
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
2
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
27
Comentários
0
Gostaram
1
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Aula 7

  1. 1. Mecânicados FluidosAula 7 – Flutuação eEmpuxo
  2. 2. Tópicos Abordados NestaAula Flutuação e Empuxo. Solução de Exercícios.
  3. 3. Definição de Empuxo Quando se mergulha um corpo em um líquido, seupeso aparente diminui, chegando às vezes a parecertotalmente anulado (quando o corpo flutua). Essefato se deve à existência de uma força vertical debaixo para cima, exercida no corpo pelo líquido, aqual recebe o nome de empuxo. O empuxo se deve à diferença das pressõesexercidas pelo fluido nas superfícies inferior e superiordo corpo. Sendo as forças aplicadas pelo fluido naparte inferior maiores que as exercidas na partesuperior, a resultante dessas forças fornece umaforça vertical de baixo para cima, que é o empuxo.
  4. 4. Princípio de Arquimedes A teoria para obtenção da força de empuxoestá diretamente relacionada ao Princípio deArquimedes que diz: “Todo corpoimerso, total ou parcialmente, num fluido emequilíbrio, dentro de um campogravitacional, fica sob a ação de uma forçavertical, com sentido ascendente, aplicadapelo fluido. Esta força é denominadaempuxo (E), cuja intensidade é igual ao pesodo líquido deslocado pelo corpo.”
  5. 5. Demonstração do Princípio deArquimedes O Princípio de Arquimedes permite calcular a força que umfluido (líquido ou gás) exerce sobre um sólido nelemergulhado. Para entender o Princípio de Arquimedes, imagine a seguintesituação: um copo totalmente cheio d’água e uma esfera dechumbo. Se colocarmos a esfera na superfície da água, elavai afundar e provocar o extravasamento de uma certaquantidade de água. A força que a água exerce sobre aesfera terá direção vertical, sentido para cima e módulo igualao do peso da água que foi deslocada como mostra afigura.
  6. 6. Exemplo de Aplicação Um exemplo clássico da aplicação do Princípio deArquimedes são os movimentos de um submarino.Quando o mesmo estiver flutuando na superfície, o seupeso terá a mesma intensidade do empuxo recebido.Para que o submarino afunde, deve-se aumentar o seupeso, o que se consegue armazenando água emreservatórios adequados em seu interior. Controlando aquantidade de água em seus reservatórios, é possívelajustar o peso do submarino para o valor desejado, afigura mostra as duas situações acima citadas.
  7. 7. Flutuação do Submarino Para que o submarino volte a flutuar, a água deveser expulsa de seus reservatórios para reduzir o pesodo submarino e fazer com que empuxo se tornemaior que o peso.
  8. 8. Formulação Matemática doEmpuxo
  9. 9. Considerações sobre oEmpuxo Três importantes considerações podem ser feitas comrelação ao empuxo: a) se ρL < ρc, tem-se E < P e, neste caso, o corpoafundará no líquido. b) se ρL = ρc, tem-se E = P e, neste caso, o corpo ficaráem equilíbrio quando estiver totalmente mergulhado nolíquido. c) se ρL > ρc, tem-se E > P e, neste caso, o corpopermanecerá boiando na superfície do líquido. Dessa forma, é possível se determinar quando um sólidoflutuará ou afundará em um líquido, simplesmenteconhecendo o valor de sua massa específica.
  10. 10. Exercício 1 1) Um objeto com massa de 10kg e volume de0,002m³ está totalmente imerso dentro de umreservatório de água (ρH2O=1000kg/m³), determine: a) Qual é o valor do peso do objeto? (utilize g =10m/s²) b) Qual é a intensidade da força de empuxo quea água exerce sobre o objeto? c) Qual o valor do peso aparente do objetoquando imerso na água?
  11. 11. Solução do Exercício 1
  12. 12. Exercícios Propostos 1) Um bloco cúbico de madeira com pesoespecífico γ = 6500N/m³, com 20 cm de aresta,flutua na água (ρH2O = 1000kg/m³). Determine aaltura do cubo que permanece dentro da água. 2) Um bloco pesa 50N no ar e 40N na água.Determine a massa específica do material dobloco. Dados: ρH2O = 1000kg/m³ e g = 10m/s². 3) Um corpo com volume de 2,0m³ e massa 3000kgencontra-se totalmente imerso na água, cujamassa específica é (ρH2O = 1000kg/m³). Determinea força de empuxo sobre o corpo.

×