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IMPULSÃOLEI DE ARQUIMEDES
FQ- 9ºano
IMPULSÃO LEI DE ARQUIMEDES
Material, no estado líquido ou gasoso, que não tem forma própria e escoa com relativa facilidade.
São caracterizados pela:
viscosidade – valor numérico relacionado coma maior ou menor facilidade em escoar;
densidade () – razão entre a massa (m) do fluido e o volume (V) que ocupa a determinada pressão e temperatura.
O mel é mais viscoso do que a água.
FLUIDO
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Força exercida por um fluido sobre um corpo nele mergulhado, total ou parcialmente.
Tem direção vertical, sentido de baixo para cima e um valor que depende do volume imerso do corpo e das características do fluido (a sua densidade, por exemplo).
A sua descoberta deve-se a Arquimedes.
IMPULSÃO (I ) Copiar para o caderno
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Quando o corpo está parcialmente imerso:
IMPULSÃO (I )
O corpo está em equilíbrio: o valor da impulsão (I) é igual ao valor da força gravítica (Fg).
Mar morto…
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I = Preal – Paparente
Preal Paparente
PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES
Todo o corpo mergulhado num fluido (líquido ou gás) sofre, por parte deste, uma força vertical para cima, cuja intensidade é igual ao peso do volume de fluido deslocado pelo corpo.
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Exemplo 1: Observa a 3ª imagem. Identifica os valores do peso aparente do corpo, do seu peso real e da impulsão que nele atua.
Fd,o=0,5 N
FT,o=?
Fres= 0 FT,o= 0,5 N
Fa,o=?
Fd,o=0,3 N
FT,o=0,5 N
Fres=0 Fa,o=0,2 N
Fa,o= ?
Fd,o=0,4 N
FT,o=0,5 N
Fres=0 Fa,o=0,1 N
VERIFICAÇÃO DO PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES
Resultado: Paparente = 0,4 N; Preal = 0,5 N; I = 0,1 N. Porquê?
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Quando o corpo está totalmente imerso, pode ocorrer uma de três situações:
CONDIÇÕES DE FLUTUAÇÃO E AFUNDAMENTO DE UM CORPO NUM FLUIDO
O corpo emerge e flutua
O corpo mantém--se em equilíbrio
O corpo afunda-se
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Os barcos flutuam pois a sua densidade média é inferior à densidade da água.
Os barcos flutuam melhor na água salgada do que na água doce.
A impulsão exercida pela água sobre o barco depende, entre outras coisas, da densidade da água e do volume do barco que se encontra imerso na água.
O barco está em equilíbrio: o valor da impulsão (I) é igual ao valor da força gravítica (Fg).
FLUTUAÇÃO DOS BARCOS
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O ar a maior temperatura é menos denso que o ar a temperatura mais baixa. Assim, a impulsão é maior do que a força gravítica; a força resultante tem sentido ascendente e o balão sobe.
BALÃO DE AR QUENTE
Para que o balão desça para-se, momentaneamente, o aquecimento do ar no seu interior.
Para que o balão suba mais é necessário aumentar a temperatura do ar no seu interior.
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Exemplo 2:
Uma bola de peso 3,5 N (situação A) pesa apenas 2,0 N quando completamente imersa num líquido (situação B), conforme mostra a figura:
a) Identifique o nome dos aparelhos representados.
b) Identifique o nome do cientista que estudou experimentalmente a situação descrita.
c) Determine o valor da impulsão exercida pelo líquido sobre a bola.
d) Indique, justificando, se uma outra bola, com o mesmo volume e de peso maior, for colocada no mesmo líquido, ficará sujeita ao mesmo valor de impulsão.
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a) Dinamómetros.
b) Arquimedes.
c) I = Preal – Paparente = 3,5 – 2,0 = 1,5 N
d) Sim; o valor da impulsão não depende do peso da bola mas do volume imerso e este é o mesmo.
SOLUÇÕES (exemplo 2):
Fatores de que depende a força de impulsão
Um corpo submerso, parcial ou totalmente, num fluido fica sujeito a uma força de impulsão
vertical com sentido de baixo para cima cujo valor é igual ao valor peso do volume de
fluido deslocado pelo corpo:
I = P volume de fluido deslocado pelo corpo
Como:
P fluido deslocado pelo corpo = m fluido deslocado pelo corpo × g
então,
I = m fluido deslocado pelo corpo × g
Por outro lado, como:
m fluido deslocado pelo corpo = ρ fluido × V fluido deslocado pelo corpo
então,
I = ρ fluido × V fluido deslocado pelo corpo × g
M13