Aceite para publicação em 21 de Maio de 2010.
Publicado sob uma Licença Creative Commons
Impulsão
e a
Lei de Arquimedes
Porque é que um navio, que pesa
muitas toneladas, flutua e uma
pequena esfera metálica não flutua?
Porque flutuam no ar,...
É a Arquimedes (287 a.C.- 212 a.C.), físico e matemático grego,
que viveu em Siracusa, Sicília, que se deve a descoberta ...
Certo dia, Arquimedes terá descoberto
a solução para o problema, enquanto
tomava banho.
A solução do seu problema levou-...
Qualquer corpo mergulhado num fluido (liquido ou gás), fica sujeito a
uma força vertical, com sentido de baixo para cima,...
Qualquer corpo mergulhado num liquido tem um peso inferior ao
seu peso real. Esse peso designa-se por peso aparente do co...
Qualquer corpo mergulhado num liquido tem um
peso inferior ao seu peso real. Esse peso designa-se
por peso aparente do co...
Porque razão uns corpos
flutuam na água e outros não?
Quando é que um corpo vai ao fundo?
Se dentro do líquido I < P, o corpo vai para o
fundo
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...
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...
Qualquer corpo mergulhado num líquido recebe da parte
deste uma impulsão vertical, de baixo para cima, de valor
igual ao d...
Lei de Arquimedes
Como ρ água = 1,0 g/cm3
, a 4ºC
ρ = m
v
m
50 cm3
I = P líquido
deslocado
1,0 g/cm3
=
Podemos calcular ta...
De que depende a Impulsão?
Água
doce
Água
salgada
No mar morto a densidade da
água é muito grande devido à
sua elevada sal...
De que depende a Impulsão?
Quando está em forma de cesto, o volume imerso é maior.
Quanto maior for o volume imerso, maior...
Maior o volume
imerso
Impulsão
Maior
densidade do
líquido
Maior Impulsão
Maior Impulsão
Os barcos, apesar de serem feitos de materiais densos como o ferro e o
aço, flutuam na água porque recebem desta uma impul...
Os submarinos dispõem de tanques especiais
no casco. Para submergir há válvulas que
abrem, permitindo a entrada de água do...
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 i...
E agora coloca-te na pele de Arquimedes…
Com base nas considerações que foram feitas nesta
apresentação, propõe uma expli...
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Impulsão e lei de arquimedes

  1. 1. Aceite para publicação em 21 de Maio de 2010. Publicado sob uma Licença Creative Commons
  2. 2. Impulsão e a Lei de Arquimedes
  3. 3. Porque é que um navio, que pesa muitas toneladas, flutua e uma pequena esfera metálica não flutua? Porque flutuam no ar, os balcões 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
  4. 4. É a Arquimedes (287 a.C.- 212 a.C.), físico e matemático grego, que viveu em Siracusa, Sicília, 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 havia encomendado uma coroa de ouro, para homenagear uma divindade que supostamente o protegera nas suas conquistas. A lenda de Arquimedes  Entretanto, foi levantada a acusação de que o ourives o enganara, misturando o ouro maciço com prata na manufactura da coroa. Para descobrir a verdade, Hieron pediu a ajuda de Arquimedes. A sua tarefa seria descobrir, sem danificar o objecto, se a coroa era 100% em ouro, ou se continha uma parte feita em prata.
  5. 5. Certo dia, Arquimedes terá descoberto a solução para o problema, enquanto tomava banho. A solução do seu problema levou-o a enunciar a Lei de Arquimedes. Ora Arquimedes, de quem se diz que era muito distraído, ficou tão entusiasmado com a sua descoberta que saltou da banheira e saiu para a rua, completamente nu, gritando: «Eureka! Eureka!», que significa: Descobri! Descobri! A lenda de Arquimedes
  6. 6. Qualquer corpo mergulhado num fluido (liquido ou gás), fica sujeito a uma força vertical, com sentido 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, havendo a sensação de que algo nos empurra para a superfície da água. Impulsão A impulsão nos líquidos é muito maior do que nos gases
  7. 7. 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
  8. 8. 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
  9. 9. Porque razão uns corpos flutuam na água e outros não?
  10. 10. Quando é que um corpo vai ao fundo? Se dentro do líquido I < P, o corpo vai para o fundo
  11. 11. 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?
  12. 12. 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.
  13. 13. 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 I = P líquido deslocado I = Pr – Pap
  14. 14. Lei de Arquimedes Como ρ água = 1,0 g/cm3 , a 4ºC ρ = m v m 50 cm3 I = P líquido deslocado 1,0 g/cm3 = Podemos calcular também a massa do líquido deslocado, a partir do seu volume: e novamente
  15. 15. 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.
  16. 16. 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, se o volume do liquido deslocado é maior, também o valor do seu peso é maior, o que origina uma maior impulsão.
  17. 17. Maior o volume imerso Impulsão Maior densidade do líquido Maior Impulsão Maior Impulsão
  18. 18. 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 vectorialmente em módulo dos vectores I = Pou
  19. 19. Os submarinos dispõem de tanques especiais no casco. Para submergir há válvulas que abrem, permitindo a entrada de água do mar para esses tanques. O peso do submarino aumenta, passando a ser superior à impulsão: Para vir à superfície, os tanques são esvaziados através de ar comprimido. Como o valor do peso diminui sem variar o volume do submarino, a impulsão torna-se maior do que o peso do submarino fazendo-o vir à superfície. I > P Como funcionam os submarinos? P = I P > I I > P P = I P > I
  20. 20. 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. Para se conseguir esta condição os balões são normalmente cheios com um gás menos denso que o ar, como o hélio, ou, então com ar quente. O ar quente é menos denso que o ar frio, pois o aquecimento provoca um aumento de volume e consequentemente diminuição da densidade. O ar dentro do balão, torna-se assim menos denso, que o ar que o rodeia. Porque flutuam os balões de ar quente?
  21. 21. E agora coloca-te na pele de Arquimedes… Com base nas considerações que foram feitas nesta apresentação, propõe uma explicação de como Arquimedes poderia ter chegado à solução do problema proposto por Hieron. Nota: a banheira de Arquimedes estava completamente cheia!
  22. 22. Este trabalho está licenciado sob uma Licença Creative Commons Atribuição- Partilha nos termos da mesma Licença 3.0 Unported. Para ver uma cópia desta licença, visite http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/ ou envie uma carta para Creative Commons, 171 Second Street, Suite 300, San Francisco, California 94105, USA Autor: Dina Clemente

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