Definição Empuxo Equação Peso aparente Flutuação

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1 Definição Empuxo Equação Peso aparente Flutuação

2 Definição de Empuxo Quando um corpo está total ou parcialmente imerso em um fluido em equilíbrio, este exerce sobre o corpo uma força, denominada EMPUXO, que tem as seguintes características: 1ª Sentido oposto ao peso do corpo ; 2ª Intensidade dada por E P F onde P F é o peso do fluido deslocado.

3 Definição de Empuxo Conclusão: Empuxo é uma força vertical para cima que age em qualquer corpo que esteja parcial ou totalmente imerso em fluido.

4 Equação Observe o recipiente: E Empuxo sofrido pelo cilindro imaginário de água; P Peso do cilindro imaginário de água ou peso da água deslocada para que o cilindro ocupe o volume em que está inserido. Como o líquido está em equilíbrio, as forças de empuxo (E) e peso do cilindro (P ) se equilibram. Podemos afirmar que as intensidades dessas duas forças são iguais.

5 Equação Concluímos que: A intensidade da força de empuxo aplicada por fluidos num corpo é igual à intensidade da forças do líquido deslocado. Matematicamente podemos escrever: 1) E P m.g m 2) µ m µ V Substituindo na equação1,. V temos : 1) E P µ.v.g

6 Equação - Conclusão embrando que, quando um corpo é colocado num fluido qualquer, o volume de fluido deslocado e o volume submerso do corpo são iguais, podemos substituir a notação V por V S. Portanto: Nessa equação, que representa o Teorema de Arquimedes, temos: µ massa especifica do fluido; V S volume submerso: E P µ.v S.g

7 Exemplo de Aplicação Eµ. V S.g E 10.0,4.10 E4000N P+ F E 60+ F µ. V S 60+ F F 200 F F 140N. g.10

8 Peso Aparente Alguns fisioterapeutas têm adotado uma técnica interessante com seus pacientes: hidrocinesioterapia, ou seja, o tratamento com movimentos realizados em água. Existem algumas vantagens na utilização dessa técnica. a) A pressão hidrostática ajuda a diminuir edemas; b) Diminuição do esforço do fisioterapeuta; c) Diminuição da compressão das articulações do paciente;

9 Peso Aparente Conforme podemos verificar na figura ao lado, a gestante que está na piscina apresenta três forças atuando em seu corpo: 1) O próprio peso; 2) A força normal; ) E o empuxo.

10 Peso Aparente Supondo em equilíbrio a pessoa mostrada, podemos escrever que N + E P. Recordando o que vimos na Mecânica, o que dá a sensação de peso a um corpo não é realmente o seu peso (P), mas a força normal (N) que atua sobre ele. Assim, a sensação de peso dessa pessoa, também chamada de peso aparente, vale N P - E

11 Peso Aparente - Conclusão Podemos concluir que, quando imerso (parcial ou totalmente) em um fluido, qualquer corpo tem um peso aparente menor que o módulo de seu próprio peso. Assim, se uma pessoa está na piscina, sendo ajudada ou sustentada por um fisioterapeuta, obvalmente, o esforço desse profissional passa a ser menor do que ele estivessem fora da água. Além disso, pela reduzida sensação de peso, as articulações dessa pessoa sofrem menor compressão, sendo menos prejudicadas.

12 Exemplo de Aplicação 4 0,5.10 0,9 7,8.10 V m m V V µ,9n P E T P ar) No / 1,8 / 1, ,9.5.10,9.5.10,9.10.0,5.10,9..,9 E T P No íquido) cm g m kg g V S µ µ µ µ µ µ µ µ

13 Exemplo de Aplicação F E - P F Assim, quandov P -µ V. g S S diminui, F aumenta Portanto : F < < F F 1 2

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15 Flutuação Quando mergulhado em um fluido, um corpo em equilíbrio pode flutuar ou não, dependendo exclusivamente de sua densidade e da massa específica do fluido. Assim, podemos pensar em três caso:

16 Flutuação a) O corpo flutua, estando completamente imerso no liquído. Para estar em equilíbrio, a resultante das forças que agem no corpo deve ser nula. Assim, E P c m.v s.g d c.v c.g Como o corpo está totalmente imerso, V s V c Consequentemente, d c µ Conclusão: um corpo só fica em equilíbrio e totalmente imerso em um líquido se sua densidade for idêntica á massa especifica do líquido.

17 Flutuação b) O corpo flutua, estando parcialmente imerso no líquido. Para estar equilíbrio, a resultante das forças que agem no corpo deve ser nula. Assim, E P c m.v s.g d c.v c.g Como o corpo não está totalmente imerso, V c < V Consequentemente, d c < µ Conclusão: um corpo só fica em equilíbrio e parcialmente imerso em um líquido se sua densidade for menor que a massa especifica desse líquido.

18 Flutuação c) O corpo não flutua, ou seja, afunda e encosta-se ao chão. Para estar em equilíbrio, a resultante das forças que agem no corpo deve ser nula. Assim, N + E Pc m.v s.g d c.v c.g Como o corpo está totalmente imerso, V c V Isolando a densidade do corpo, obtemos a seguinte relação: N dc µ + V. g O resultado em si não importa tanto, mas ajuda a comprovar que, nesse caso, d c > µ Conclusão: um corpo cuja densidade é maior que a massa especifica do líquido em que está mergulhado não consegue flutuar e afunda.

19 Exemplo do cotidiano

20 Exemplo do cotidiano

21 Exemplo de aplicação Apesar de o material que constitui o corpo ser mais denso que a água, a sua densidade é menor que a água (1g/cm³) a) E µ. V. g µ m V c s 1,1 que a água (1.10 m kg/m³), a. V.10V m 6,6.10 m (66+ 0,2) b) µ µ V 2 ( m g m 66kg Assim como o conjunto (pessoa+ boia) é menos denso ) pessoa conseguirá flutuar.

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