IMPULSÃO LEI DE ARQUIMEDES. FQ- 9ºano
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- Valdomiro Vilarinho Araújo
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1 IMPULSÃO LEI DE ARQUIMEDES FQ- 9ºano
2 FLUIDO 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. Copiar para o caderno O mel é mais viscoso do que a água.
3 IMPULSÃO (I ) Força exercida por um fluido sobre um corpo nele mergulhado, total ou parcialmente. Copiar para o caderno 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.
4 IMPULSÃO (I ) Quando o corpo está parcialmente imerso: O corpo está em equilíbrio: o valor da impulsão (I) é igual ao valor da força gravítica (F g ). Mar morto
5 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. Copiar para o caderno I = P real P aparente P real P aparente
6 VERIFICAÇÃO DO PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES F a,o =? F d,o =0,5 N F d,o =0,3 N F T,o =0,5 N F a,o =? F d,o =0,4 N F T,o =0,5 N F T,o =? F res = 0 F T,o = 0,5 N F res =0 F a,o =0,2 N F res =0 F a,o =0,1 N Exemplo 1: Observa a 3ª imagem. Identifica os valores do peso aparente do corpo, do seu peso real e da impulsão que nele atua. Resultado: P aparente = 0,4 N; P real = 0,5 N; I = 0,1 N. Porquê?
7 CONDIÇÕES DE FLUTUAÇÃO E AFUNDAMENTO DE UM CORPO NUM FLUIDO Quando o corpo está totalmente imerso, pode ocorrer uma de três situações: Copiar para o caderno O corpo emerge e flutua O corpo mantém- -se em equilíbrio O corpo afunda-se
8 FLUTUAÇÃO DOS BARCOS O barco está em equilíbrio: o valor da impulsão (I) é igual ao valor da força gravítica (F g ). 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.
9 BALÃO DE AR QUENTE Para que o balão suba mais é necessário aumentar a temperatura do ar no seu interior. Para que o balão desça para-se, momentaneamente, o aquecimento do ar no seu interior. 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.
10 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.
11 SOLUÇÕES (exemplo 2): a) Dinamómetros. b) Arquimedes. c) I = P real P aparente = 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.
12 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: Como: então, Por outro lado, como: I = P volume de fluido deslocado pelo corpo P fluido deslocado pelo corpo = m fluido deslocado pelo corpo g I = m fluido deslocado pelo corpo g então, m fluido deslocado pelo corpo = ρ fluido V fluido deslocado pelo corpo I = ρ fluido V fluido deslocado pelo corpo g M13
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