4.3 Flutuação. 4.3 Flutuação Quando se coloca um objeto no meio de um fluido, pode ocorrer uma de três situações: Situação 1 Flutuação no interior.

Apresentação em tema: "4.3 Flutuação. 4.3 Flutuação Quando se coloca um objeto no meio de um fluido, pode ocorrer uma de três situações: Situação 1 Flutuação no interior."— Transcrição da apresentação:

1

2 4.3 Flutuação

3 Quando se coloca um objeto no meio de um fluido,
pode ocorrer uma de três situações: Situação Flutuação no interior do fluido I P Se o corpo permanece em repouso no interior do fluido, a força resultante que sobre ele atua é nula. Sendo nula a força resultante, então, a intensidade da impulsão e a do peso do corpo são iguais. ⃦I ⃦ = ⃦P ⃦

4 Quando se coloca um objeto no meio de um fluido,
pode ocorrer uma de três situações: Situação Flutuação à superfície do líquido I I P P Se o corpo se desloca para cima, então a força resultante tem sentido de baixo para cima. Quando o corpo emerge, o volume de fluido deslocado é menor e o valor da impulsão diminui. Isso significa que a intensidade da impulsão é superior à intensidade do peso. O corpo fica em equilíbrio porque as intensidades da impulsão e do peso do corpo são iguais. ⃦I ⃦ > ⃦P ⃦ ⃦I ⃦ = ⃦P ⃦

5 Quando se coloca um objeto no meio de um fluido,
pode ocorrer uma de três situações: Situação Afundamento I I P N P Se o corpo se desloca para baixo, então a força resultante tem sentido de cima para baixo. Quando o corpo atinge a base do recipiente, as forças que nele atuam ficam equilibradas. Isso significa que a intensidade do peso é superior à intensidade da impulsão. O recipiente exerce uma força de reação normal sobre o corpo e este fica em repouso. ⃦P ⃦ > ⃦I ⃦ ⃦I ⃦ + ⃦N ⃦ = ⃦P ⃦

6 Fatores que influenciam o valor da impulsão

7 Colocou-se o mesmo ovo em fluidos diferentes:
Água ρágua = 1 kg / dm3 Água salgada ρágua salgada = 1,03 kg / dm3 Em água, o ovo afunda-se. Em água salgada, o ovo sobe até à superfície. Em qual dos casos a impulsão sofrida pelo ovo é maior?

8 Colocou-se o mesmo ovo em fluidos diferentes:
Água ρágua = 1 kg / dm3 Água salgada ρágua salgada = 1,03 kg / dm3 Vamos analisar as forças que atuam no ovo quando este está totalmente imerso em água, depois de ter sido largado.

9 Colocou-se o mesmo ovo em fluidos diferentes:
P I P Água ρágua = 1 kg / dm3 Água salgada ρágua salgada = 1,03 kg / dm3 Como se trata do mesmo ovo, o peso é igual em ambas as situações. Em água, o ovo afunda-se, logo a impulsão sofrida tem valor inferior ao peso. Em água salgada, o ovo sobe, logo a impulsão sofrida tem valor superior ao peso. ⃦I ⃦ < ⃦P ⃦ ⃦I ⃦ > ⃦P ⃦

10 Colocou-se o mesmo ovo em fluidos diferentes:
P I P Água ρágua = 1 kg / dm3 Água salgada ρágua salgada = 1,03 kg / dm3 Como a água salgada tem uma densidade superior, a impulsão sofrida pelo ovo também é superior. Quanto maior é a densidade do fluido, maior é a força de impulsão que este exerce sobre os corpos nele imersos.

11 Colocaram-se em água dois objetos com o mesmo peso:
Chumbo ⃦P ⃦ = 5N Madeira O bloco de chumbo afunda-se quando imerso em água. O bloco de madeira sobe até à superfície quando imerso em água. Em qual dos casos a impulsão sofrida é maior?

12 Colocaram-se em água dois objetos com o mesmo peso:
Chumbo ⃦P ⃦ = 5N Madeira Vamos analisar as forças que atuam nos blocos quando estes estão totalmente imersos em água, depois de terem sido largados.

13 Colocaram-se em água dois objetos com o mesmo peso:
Chumbo ⃦P ⃦ = 5N Madeira ⃦P ⃦ = 5N O peso é igual em ambas as situações, mas o volume dos blocos é diferente. O bloco de chumbo afunda, logo a impulsão sofrida tem valor inferior ao peso. O bloco de madeira sobe, logo a impulsão sofrida tem valor superior ao peso. ⃦I ⃦ < ⃦P ⃦ ⃦I ⃦ > ⃦P ⃦

14 Colocaram-se em água dois objetos com o mesmo peso:
Chumbo ⃦P ⃦ = 5N Madeira ⃦P ⃦ = 5N Como o bloco de madeira tem maior volume, desloca um maior volume de água do que o bloco de chumbo, e por isso a impulsão sofrida é maior. Quanto maior é o volume de fluido deslocado, maior é a impulsão sofrida pelo corpo.

15 A Lei de Arquimedes comprova as conclusões anteriores:
⃦I ⃦ = ρfluido x Vfluido deslocado x ⃦g ⃦ A partir da expressão, conclui-se que a impulsão é diretamente proporcional… … à densidade do fluido (ρfluido); Quanto maior é a densidade do fluido, maior é a força de impulsão que este exerce sobre os corpos nele imersos. … ao volume de fluido deslocado (Vfluido deslocado). Quanto maior é o volume de fluido deslocado, maior é a impulsão sofrida pelo corpo.

16 Os barcos e a flutuação

17 Os materiais utilizados na construção de barcos
variam consoante o tipo de embarcação.

18 Na construção de barcos mais pequenos, são utilizados
materiais como madeira ou fibra, …

19 … enquanto nos grandes navios são utilizados
materiais de elevada densidade, como o aço.

20 Em qualquer dos casos, os barcos não se afundam,
antes flutuam à superfície da água.

21 Por que motivo flutuam os barcos,
dos mais pequenos aos grandes navios?

22 Tanto nos barcos pequenos como nos grandes, a força de impulsão
deve sempre compensar o peso para que o barco não se afunde. I P Como é que se gera uma impulsão suficientemente grande para compensar o peso do navio?

23 Tanto nos barcos pequenos como nos grandes, a força de impulsão
deve sempre compensar o peso para que o barco não se afunde. I P O segredo para a flutuação do navio está na forma como o casco é construído.

24 Imagina que se utiliza madeira como material de construção do barco:
P P Se a madeira for empilhada, o volume de água deslocado é igual ao volume da madeira. I Quando a madeira é colocada em água, o valor do peso é superior ao da impulsão, e a madeira afunda-se. O volume de água deslocado é superior. P P I Se utilizarmos a mesma madeira para construir o casco de um barco, o volume de água deslocado é superior. Quando o barco é colocado em água, o valor da impulsão é suficientemente grande para equilibrar o peso do barco. Os barcos têm uma forma que lhes permite deslocar um grande volume de água. Deste modo, os valores da impulsão e do peso são iguais desde que o barco não esteja submerso.

25 A impulsão sofrida por um corpo quando imerso num
fluido é diretamente proporcional à densidade do fluido e ao volume de fluido deslocado: Quanto maior é a densidade do fluido, maior é a força de impulsão que este exerce sobre os corpos nele imersos. Quanto maior é o volume de fluido deslocado, maior é a impulsão sofrida pelo corpo.