Teoria

Fala aí, nós somos o Responde Aí, a solução que você precisava para ter perídos tranquilos na sua faculdade. A nossa missão hoje é fazer você sair daqui sabendo o que precisa sobre empuxo parar arrasar na prova!

De forma bem geral, o empuxo é uma força que atua sobre objetos que estão parcialmente ou completamente imersos em fluidos, como a água por exemplo.

Você já se perguntou porque um navio gigantesco não afunda?

Sim, o empuxo está envolvido nesse mistério hahaha. O navio é um objeto que está imerso parcialmente na água, que é um fluido, e a água exercerá sobre o navio uma força, o empuxo. Se o empuxo for maior que o peso do navio, então o navio não afunda. O navio é todo projetado já pensando nisso, irado, não?

Definição e Fórmula do empuxo

Por definição, o empuxo é a força que o fluido exerce sobre um corpo mergulhado nele.

Imagina que temos um caixote mergulhado na água, assim:

A setas vermelhas mostram as forças que a água faz em cada ponto do caixote. Se somarmos essa força obteremos uma força resultante que aponta de baixo para cima e essa força é o empuxo.

O empuxo é calculo da seguinte maneira:

Onde:

  • é a densidade do fluido, normalmente expressa em ;
  • é o volume da parte do objeto que está submersa no fluido, expresso em ;
  • é a aceleração da gravidade, que vale , e;
  • é o empuxo, em

É importante ficar muito atento a um detalhe:

A fórmula não é complicada, mas tem que prestar atenção que a densidade que entra na fórmula é a densidade do fluido e o volume é o volume do objeto que está submerso.

Como saber se um objeto afunda ou não afunda?

Quando um corpo está imerso em um fluido as forças atuantes nele serão o peso do objeto e o Empuxo. A força resultante sobre o corpo será a soma dessas duas forças:

Temos três casos possíveis:

  1. Peso maior que empuxo objeto afunda;
  2. Peso igual ao empuxo obejto fica parado em equilíbrio;
  3. Peso menor que empuxo objeto flutua

Exemplo

Topa fazer um exemplo aqui comigo rapidinho para fixar o conteúdo? Bora lá então

Uma esfera de raio e densidade igual a encontra-se completamente imersa na água do mar de densidade igual a . Calcule o empuxo.

RESOLUÇÃO:

Vamos aplicar a fórmula do empuxo, mas para isso precisamos organizar os dados que vamos precisar.

Como a esfera está completamente imersa na água:

Como o raio é igual a , temos:

A densidade que usamos na fórmula é a do fluido, então usaremos:

E por último, precisamos da gravidade:

Vamos aplicar a fórmula então:

Prontinho!

Como saber se um objeto afunda ou não afunda?

Exemplo

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