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By Lucien Silvano Alhanati
Física
Líquidos LIQ
Ebook >>> Estudo das Forças
Teoremas Básicos da Hidrostática LIQ02
Teorema de Arquimedes LIQ0203
Qual é o Teorema de Arquimedes ? LIQ020301
Todo corpo
mergulhado num líquido sofre um empuxo E de baixo para
cima igual ao peso PL do líquido deslocado. E = PL A figura nos mostra um corpo de forma cilíndrica imerso em um líquido e as forças de contato (em vermelho) exercidas pelo líquido sobre o corpo. O empuxo é a resultante destas forças, isto é, a soma das forças. As forças horizontais somadas se anulam. As forças verticais somadas dão como resultado uma força de baixo para cima uma vez que F2 > F1, conseqüentemente o empuxo é uma força vertical de baixo para cima Vamos retirar o corpo. O espaço que ele ocupava volta a ser ocupado pelo líquido que ele deslocou.Sobre este líquido atuam duas forças, o seu peso PL e o empuxo E, representando as forças de contato. Como o líquido está em equilíbrio, então o E = PL |
O que é peso aparente de um corpo ? LIQ020302
É igual a força Pa
realizada para equilibrar o corpo imerso no líquido.
A figura nos mostra que o peso aparente é igual ao peso do corpo P menos o empuxo E Pa = P - E |
Em que condições o Teorema de Arquimedes não é válido ? LIQ020303
O Teorema de Arquimedes não
é válido quando há contato perfeito entre uma
superfície do corpo e uma parede do recipiente que
contem o líquido.
Exemplo 1.
Na figura uma face de um paralelepípedo está em
contato perfeito com o fundo do recipiente, e nestas
condições a soma das forças de
contato (empuxo) exercidas pelo líquido sobre o corpo é
vertical e de cima para baixo o que contraria o
Teorema de Arquimedes. Na figura 2 uma face de um paralelepípedo está em contato perfeito com uma parede lateral do recipiente, e nestas condições soma das forças de contato (empuxo) exercidas pelo líquido sobre o corpo é inclinada e de baixo para cima o que contraria o Teorema de Arquimedes |
Qual é a condição para um corpo flutuar num líquido ? LIQ020304
Quando um corpo está imerso no líquido
sobre ele atuam forças de ação à distância e de
contato. A força de ação à distância é o peso e as
de contato são representadas pelo empuxo.
Para o corpo flutuar é necessário que ele se desloque para a superfície logo o empuxo deve ser maior que o peso. E > P Como o empuxo é igual ao peso do
líquido deslocado, então E = mL
g >>> E = mLVg,
onde mL é a massa
específica do líquido, V o volume do líquido deslocado
e g a aceleração da gravidade. Se E > P, então |
Qual é a condição para que um corpo totalmente imerso num líquido fique em equilíbrio ? LIQ020305
Quando um corpo está imerso no líquido
sobre ele atuam forças de ação à distância e de
contato. A força de ação à distância é o peso e as
de contato são representadas pelo empuxo.
Para que o corpo fique em equilíbrio é necessário que o empuxo seja igual ao . E = P Como o empuxo é igual ao peso do
líquido deslocado, então E = mL
g >>> E = mLVg,
onde mL é a massa
específica do líquido, V o volume do líquido deslocado
e g a aceleração da gravidade. Se E = P, então |
Qual é a condição para que um corpo totalmente imerso num líquido afunde ? LIQ020306
Quando um corpo está imerso no líquido sobre ele atuam forças de ação à distância e de contato. A força de ação à distância é o peso e as de contato são representadas pelo empuxo . Para o corpo afundar é necessário que ele se desloque para o fundo o empuxo deve ser menor que o peso. E < P Como o empuxo é igual ao peso do
líquido deslocado, então E = mL
g >>> E = mLVg,
onde mL é a massa
específica do líquido, V o volume do líquido deslocado
e g a aceleração da gravidade. Se E < P, então |
Como se determina o volume de um corpo de forma irregular utilizando o Teorema de Arquimedes? LIQ020307
O volume de um corpo de forma irregular
pode ser calculado a partir do conhecimento de seu empuxo
quando imerso num líquido. Sabemos que E = mLVg, conhecidos os valores do empuxo E, da massa específica do líquido mL e da aceleração g da gravidade é possível determinar o volume do corpo V. Exemplo.
Considere um corpo pendurado no prato esquerdo de uma
balança em equilíbrio, como mostra a figura 1. |
O que são os densímetros ? LIQ020308
São flutuadores com escala graduada que imersos em um líquido permite determinar a densidade em relação à água por leitura direta no nível de afloramento. |
Como funcionam os densímetros ? LIQ020309
Quando um corpo flutua em equilíbrio o
seu peso é igual ao empuxo. O peso sendo constante
acarreta que o empuxo é constante. Como E = mLVL
g Concluímos que a
massa específica mL
do líquido é inversamente proporcional ao volume VL
do líquido deslocado ou seja o volume imerso.
Exemplo.
O densímetro mergulhado em água aflora em um nível,
distante ha da base, onde marcamos 1
(densidade da água), nestas condições o volume imerso
é Va . mLVL = maVa Como o volume de um cilindro é igual ao produto da área da base pela altura, então mLS.hL = maS.ha ou hL = dL / ha Podemos concluir que a cada altura do nível de afloramento corresponde a uma densidade |