Entenda porque um navio flutua e uma moedinha afunda: Tudo sobre o princípio de Arquimedes e Empuxo

se você já parou para observar que uma pequena moeda de poucos gramas afunda na água enquanto que um enorme porta-aviões de Aço de milhares de toneladas flutua nesse vídeo vou explicar como é que isso é possível [Música] Olá pessoal bem-vindos ao velho Sente Aqui você tem contato com os princípios que regem o mundo explicados de forma elucidativa rigorosa ilustrada e com o mínimo de matemática se você gosta dessa ideia de um like agora nesse vídeo assim no canal e Ative o Sininho é uma boia flutua na superfície de uma piscina mas se você já tentou

empurrar uma boia para baixo da água ela praticamente não afunda à medida que você Empurra ela para baixo a água exerce sobre ela uma força para cima essa força é a força de empuxo a origem da força de empuxo é fácil de entender como vimos nesse vídeo aqui além de Estevão garante que as forças que surgem devido à pressão hidrostática pressiona o corpo submerso por todos os lados nós vimos também que as forças que atuam na horizontal se cancelam aos pais mas as forças na direção vertical não se cancela isso porque a força de baixo

para cima contra o fundo será maior do que a força de cima para baixo contratou ou seja teremos uma força resultante para cima e essa é a força de empuxo a força que faz os objetos para serem mais leves onde estão submersos é aonde seria o objeto em um recipiente com fluido parte do fluido é deslocada quando eu digo fluido deslocado Eu me refiro ao volume que seria derramado caso recipiente tivesse cheio até a borda antes do corpo ser inserido o volume do fluido deslocado é exatamente o volume do objeto ou da porção do objeto

que está imerso num fluido podemos empregar a lei de Estevão e a segunda lei de Newton para determinar uma expressão matemática para mim puxo de maneira muito simples posso fazer isso nós obtemos que a força de empuxo é uma função da densidade do fluido e do volume do fluido deslocado pelo corpo aqui com a minha saltar tuas coisas que confundem muita gente A primeira é que o empuxo é uma função da densidade do fluido e não do objeto submerso e outra coisa é que o impulso depende do volume do fluido deslocado e não nessa seriamente

do volume total do objeto é fácil entender E aí você percebe que nem sempre o volume tudo do objeto vai estar submerso a ideia por trás dessa relação foi reconhecida pela primeira vez pelo antigo e matemático grego Arquimedes Talvez o maior cientista da antiguidade e hoje o conhecemos como o princípio de Arquimedes para termos práticos podemos enunciar desse princípio simplesmente afirmando que a força de empuxo sobre um corpo submerso é igual ao peso do volume de fluido deslocado Note que a força de empuxo não é um novo tipo de força é apenas o nome dado

a força resultante para cima exercida pelo fluido sobre o objeto e o princípio de Arquimedes pode ser empregado para se explicar o que é que faz com que o objeto afunda ou flutua ue E para isso é preciso compreender o significado da expressão volume de fluido deslocado se uma pedra Por Exemplo foi colocado em um recipiente que esteja cheio de água um pouco de água vai transbordar isso porque o volume da Pedra ou seja a quantidade de espaço que ela ocupa é igual ao volume de água que foi deslocado aliás Esse é um bom método

para determinar o volume de objetos de um formato irregular um objeto completamente submerso vai deslocar um volume de líquido igual ao seu próprio volume a relação entre flutuabilidade e fluido deslocado é dada pelo princípio de Arquimedes que afirma que quanto maior o peso do fluido deslocado maior será a força de empuxo Então se um objeto imerso em Água desloca 1kg dessa água a força de empuxo que age sobre ele é e ao peso de um quilograma de água só para essa Altar quando falo imerso Na verdade eu quero dizer Total ou parcialmente submerso não faz

diferença até que profundidade o corpo é submerso embora as pressões aumentam em uma profundidade o que importa aqui é a diferença entre as pressões no topo e na base do corpo e essa diferença vai ser sempre a mesma Qualquer que seja a profundidade em que o corpo se encontre a forma do corpo também não tem nenhuma relevância Qualquer que seja a forma do corpo submerso a força de empuxo será igual ao peso do fluido que o corpo desloca é a força de empuxo depende do volume do objeto pequenos objetos deslocam pequenas quantidades de água e

darão origem apenas um pequeno empuxo objetos grandes deslocam grandes quantidades de água e darão origem a um grande empuxo é o volume do objeto submerso que determina a força de empuxo sobre ele e não o seu peso lembre-se a força de empuxo é igual ao peso do volume de fluido deslocado nunca pouco repetir isso porque entender mal essa ideia é a raiz de muitas confusões que existem em relação às condições de flutuação de um objeto mas o peso do objeto em sim também desempenha um papel importante na flutuação Porque se o objeto vai afundar ou

flutuar e o líquido isso vai depender de como a força de empuxo se compara ao peso do objeto a dependência da flutuação com o volume e com o peso do objeto pode ser reduzir a dependência e com a sua densidade de massa e dessa forma mas podemos estabelecer condições simples para flutuabilidade se o objeto for mais denso que o fluido no qual ele está imerso o objeto se afunda se o objeto for menos denso do que o fluido no qual ele está imerso o objeto flutua agora se o objeto estiver uma densidade igual a densidade

do fluido no qual ele está imerso então ele nem afunda e nem flutua e para que a relação da flutuação e da densidade fique mais clara Vamos considerar o seguinte experimento se modelarmos o barquinho de argila de 50 gramas ele vai boiar na água mesmo argila sendo mais densa que a água por outro lado se nós fizermos uma bolinha de argila de 50 gramas ela vai afundar isso ocorre porque o objeto na forma de barquinho em um volume maior para uma mesma quantidade de massa e portanto uma densidade menor menor bastante para ser inferior a

densidade da água então de acordo com a nossa condição dois o objeto que tem a forma de barco vai boiar enquanto que o objeto na forma esférica que tem densidade maior que a água vai afundar navios submarinos dirigíveis são projetados para levar e se encontra ou seja eles irão flutuar se sua geometria permitir o deslocamento de água o ar que seja suficiente para igualar o peso do veículo assim o navio de 10.000 e deve ser construído com volume suficiente para deslocar 10 mil toneladas de água e isso vai garantir que ele flutue o mesmo vale

para as naves no ar um dirigível que pesa dez toneladas desloca pelo menos dez toneladas de ar se deslocar mais ele sobe se deslocar menos ele desce se deslocar exatamente o seu peso ele paira em uma altitude constante isso as vezes é chamado de princípio da flutuação um objeto flutuante desloca um peso de fluido igual ao seu próprio peso e como vimos se o objeto é menos denso que a água como é o caso deste bloco de madeira ele vai flutuar Ou pelo menos flutuar parcialmente submerso neste caso um bloco de madeira tem 266g ao

colocarmos este bloco na superfície da água observamos que a sua parte submersa desloca um pouco de água EA espere para fora do recipiente nós podemos coletar esse volume de água e pesá-lo ao fazer isso nós verificamos que a balança indica a massa do volume extravasado que é justamente 266 gramas essa massa é a mesma massa do bloco de madeira e isso não é para caso Esse é o princípio de Arquimedes em Ação o peso do líquido deslocado é igual ao peso do objeto flutuante é por isso que ele flutua o ok com isso nós já

sabemos que o bloco de madeira flutuante desloca o seu próprio volume de água mas que vai acontecer se nós adicionarmos um peso Extra ao bloco flutuante como por exemplo essa pedra de 126 gramas naturalmente o bloco de madeira vai afundar ainda mais deslocando ainda mais água e aqui não é difícil prever qual vai ser o peso do volume de água deslocado pela pedra 126 gramas Isso mesmo o peso adicional da pedra faz com que o bloco afunde ainda mais deslocando um peso de água que é igual ao peso da Pedra e como podemos pesar um

objeto como uma estátua sem usar uma balança usando apenas as considerações que acabamos de discutir isso não é difícil imagine uma plataforma quadrada de 20 cm de lado que está boiando na superfície da água de uma piscina mas podemos colocar a estátua sobre a plataforma e medir o quanto a plataforma vai afundar devido ao peso da estátua vamos supor aqui que a plataforma tem afundado por 10 centímetros devido ao peso da estátua então com essa informação nós podemos determinar o seu peso da mesma forma que ocorreu para pedra sobre o bloco de madeira aqui o

volume de água terá peso igual ao peso da estátua então tudo que nós precisamos é determinar o volume de água deslocado e determinar o peso deste volume antes da estátua a ser colocada ela estava neste livro e depois afundou mais 10 centímetros então o volume de água deslocada pelo peso da estátua será de 20 x 20 x 10 centímetros cúbicos e quatro mil centímetros cúbicos agora nós precisamos calcular o peso deste volume se a água da piscina tem densidade de um grama por centímetro cúbico então quatro mil centímetros cúbicos será 4000 gramas com isso descobrimos

que a massa da estátua é de 4 kg em seu peso 40 newtons é muito comum encontrarmos referências sobre a descoberta do princípio de Arquimedes tem a famosa história de que Arquimedes descobriu enquanto tomava um banho de banheira pensando em como poderia determinar essa nova Coroa do Rei era de ouro puro ou era uma mistura é quase certo que isso seja apenas uma alegoria Popular mas o fato é que seu princípio que Foi estabelecido há mais de dois mil anos atrás ainda hoje segue sendo aplicado em muitas áreas tecnológicas sendo provavelmente a princípio científico mais

antigos de todos nas ciências naturais se você gostou dessa explicação de um like agora com isso YouTube passa a divulgar esse vídeo para mais pessoas que não se eu sei se inscrever clique nesse botão aqui no meio da tela e tem velho científica abraço e até a próxima