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Princípio de Arquimedes – Aula de revisão de Física Enem. Confira.

Revise sobre o Princípio de Arquimedes. Entenda porque alguns corpos flutuam e outros afundam na água. Veja as dicas em mais esta aula preparatória para a prova de Física Enem. Confira abaixo.

Princípio de Arquimedes – Principio geral da Hidrostática. Você lembra? Veja por que um corpo afunda e outro corpo flutua na água?

É por conhecimentos básicos como este criado pelo matemático grego Arquimedes quase três séculos antes de Cristo que se inicia o estudo na Física Hidrostática. A pergunta chave foi esta: ‘por que um corpo imerso na água torna-se aparentemente mais leve do que é’? Veja abaixo.

O inventor e matemático grego, Arquimedes (282 – 212 a.C.), constatou que um corpo imerso na água torna-se aparentemente mais leve devido à ação de uma força, vertical para cima, que o líquido exerce sobre o corpo. Além disso, Arquimedes propôs uma maneira de obter a intensidade dessa força. Essa força, exercida pelo líquido sobre o corpo é denominada empuxo (E).

Sendo assim, um corpo totalmente imerso em um líquido obedece às seguintes condições:

  • Se ele permanece em repouso no ponto onde ele foi colocado, a intensidade da força de empuxo é igual a intensidade da força peso (E = P).
  • Se ele afunda, a intensidade da força de empuxo é menor do que a intensidade da força peso (E < P).
  • Se ele vai para a superfície, a intensidade da força de empuxo é maior do que a intensidade da força peso (E > P).

princípio de arquimedes

A partir dessas condições, temos o princípio de Arquimedes como o seguinte: “Todo corpo mergulhado em um fluído (líquido ou gás) fica sujeito a uma força vertical para cima, exercida pelo líquido, sendo a intensidade dessa força igual ao peso do fluído deslocado pelo corpo”.

Quando temos a situação em que um corpo mergulhado dentro de um fluído está em equilíbrio, temos que o empuxo e a força peso são iguais. Sabemos também que, sendo Vf o volume de fluído deslocado pelo corpo, a massa desse fluído deslocado pode ser calculada por:

figura_31.jpg

7220.png

A força peso é calculada através do produto da massa pela gravidade, e sendo o empuxo igual ao peso, teremos a seguinte equação:

7228.png

Quando um objeto encontra-se dentro da água, é possível verificar que se torna mais fácil erguê-lo do que quando o objeto está no ar. Isso se deve ao fato de que um corpo dentro de um líquido tem um peso aparente que é menor do que o peso real quando está no ar. Essa diminuição aparente no peso do corpo deve-se justamente à ação do empuxo exercido pelo líquido:

7238.png

Corpos flutuantes

Para um corpo flutuando em um líquido, temos as seguintes condições:

  • O corpo encontra-se em equilíbrio: E = P.
  • O volume de líquido que ele desloca é menor que o seu volume: Vdeslocado < Vcorpo
  • Sua densidade é menor do que a massa específica do líquido: dcorpo < μlíq
  • O valor do peso aparente do corpo é nulo:
    Pap = P – E → Pap = 0

Podemos encontrar a relação de volume imerso e o volume total de um corpo, que é dada por:

7252.png

Essa relação representa a fração do volume total do corpo que está submersa.

Por exemplo, se 7268.png significa que 90% do

corpo está submerso e a densidade do corpo é 90% da densidade do líquido em que flutua. É a relação que observamos entre o gelo e a água, como nos icebergs, que apenas 10% do seu volume total se encontra fora d’água.

figura_32.jpg

Dicas do Blog do Enem: Veja as questões de Física que mais caem nas provas:

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Revisão de Física Enem com aulas gratuitas, exercícios e gabaritos:

A Força do Atrito;   Confira a Teoria da Relatividade;  Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV); As Três Leis de Newton; a Mecânica Celeste da Johan Kepler; Calor Sensível e Calor Latente; A 1ª e a 2ª Leis da Termodinâmica.

Veja também aulas gratuitas sobre Movimentos Notáveis (MRU); Os Princípios da Eletrostática;  Potencial Elétrico e Energia Potencial Elétrica;  O Princípio Geral das Trocas de Calor;   Vetores e Soma Vetorial.  Estes são os temas que mais caem nas questões de Física nas provas do Exame Nacional do Ensino Médio, o Enem, e também nas provas dos Vestibulares das universidades mais disputadas do Brasil. agora, é com você.

Aula Gratuita sobre o Princípio de Arquimedes

Saiba mais sobre Princípio de Arquimedes  nesta aula do canal Fabrisfisica, disponível no Youtube. Após assistir, revise o que você aprendeu respondendo aos nossos desafios!

Desafios para você resolver utilizando o que aprendeu sobre o Princípio de Arquimedes

Questão 01- (UFJF-MG) A figura mostra um balão utilizado para estudos atmosféricos. O balão, quando vazio, tem uma massa de 49kg. Quando o balão é preenchido por um gás cuja massa é 1kg, passa a ter um volume de 110m3. Considerando a densidade do ar igual a 1,3kg/m3 e g = 10m/s2, a tensão da corda que prende o balão ao solo é:

Física Enem

a) 1420 N    b) 940 N    c) 1100 N    d) 930 N    e) 1430 N

Questão 02 -m (UFPI) Um objeto, quando completamente mergulhado na água, tem um peso aparente igual a três quartos de seu peso real. O número de vezes que a densidade média desse objeto é maior que a densidade da água é:

a) 4     b) 2    c) 1    d) 1/2    e) 1/4

Questão 03 – Um ovo colocado num recipiente com água vai até o fundo, onde fica apoiado, conforme a figura. Adicionando-se sal em várias concentrações, ele assume as posições indicadas nas outras figuras B, C, D e E .

figura_34.jpg

A situação que indica um empuxo menor do que o peso do ovo é a da figura:

a) A     b) B     c) C     d) D     e) E

Questão 04 – Num experimento de flutuação, um corpo homogêneo de densidade 1,2g/cm³ e volume 400cm³ flutua em um líquido com 60% de seu volume submerso, em um local onde g = 10 m/s². Qual o volume de líquido que esse corpo desloca e qual a massa de líquido deslocada?

a) 480 cm³, 240 g     b) 240 cm³, 120 g     c) 120 cm³, 240 g     d) 480 cm³, 120 g     e) 240 cm³, 480 g

Questão 05 – Uma esfera maciça e homogênea, de massa específica igual a 2,4g/cm³, flutua mantendo 20% do seu volume acima da superfície livre de um líquido. A massa específica desse líquido, em g/cm3, é igual a:

a) 1,9     b) 2,0     c) 2,5     d) 3,0     e) 12,0

 Você consegue resolver estes exercícios? Então resolva e coloque um comentário no post, logo abaixo, explicando o seu raciocínio e apontando a alternativa correta para cada questão. Quem compartilha a resolução de um exercício ganha em dobro: ensina e aprende ao mesmo tempo. Ensinar é uma das melhores formas de aprender!