INSTITUTO TÉCNICO PRIVADO DE SAÚDE

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INSTITUTO TÉCNICO PRIVADO DE SAÚDE 
FLORENÇA PATRONA 
TRABALHO EM GRUPO DE FÍSICA 
LEI DE ARQUIMEDES 
 O Docente
 ________________________
 Santo Quieza 
INSTITUTO TÉCNICO PRIVADO DE SAÚDE 
FLORENÇA PATRONA 
TRABALHO EM GRUPO DE FÍSICA 
LEI DE ARQUIMEDES 
Sala: 01
Classe: 10ª
Grupo nº 2
Turma: B
Período: Tarde	
 O Docente
 ________________________
 Santo Quieza 
 
LISTA DOS INTEGRANTES DO GRUPO
	Nº
	Nome
	Classificação
	1
	Antónia Gabriela Benguela 
	
	2
	Domingas Francisco
	
	3
	Helena Victor 
	
	4
	Leocádia Jiko Bemba
	
	5
	Mariana Tchiyangalala
	
	6
	Esperança Camuenge
	
	7
	Rosa Matias 
	
	8
	Vania Cassange 
	
 
VIANA 2023
Índice
Introdução	1
Fundamentação teórica	2
A Lei de Arquimedes	2
Biografia	3
Teorema de Arquimedes	3
Impulso	4
Impulso e o princípio de Arquimedes	4
Fórmula do empuxo	4
Casos de flutuação	5
Exemplos de impulso	6
Conclusão	7
Referências bibliográficas	8
Introdução
	Neste trabalho abordaremos sobre a lei de Arquimedes que pode ser descrito de uma maneira simples como sendo Todo corpo total ou parcialmente imerso em um fluido em equilíbrio, na presença de um campo gravitacional, fica sob ação de uma força vertical ascendente aplicada pelo fluido; esta força é denominada empuxo E, e sua intensidade equivale ao peso do fluido deslocado pelo corpo, mas em sentido contrário.
Fundamentação teórica 
A Lei de Arquimedes
Arquimedes de Siracusa foi um dos maiores matemáticos e inventores de todos os tempos, no entanto, sua descoberta mais famosa foi a da força de impulso. De acordo com a lenda, Arquimedes descobriu o princípio do empuxo enquanto estava tomando um banho em sua banheira. Nessa ocasião, ele percebeu que o volume de água que escorria para fora de sua banheira era igual ao volume imerso de seu próprio corpo. De acordo com a história, Arquimedes teria ficado tão entusiasmado com sua descoberta que saltou de sua banheira e correu nu pelas ruas gritando “Eureca, eureca!” (Expressão grega sobre o sábio ter encontrado algo).
Uma outra narrativa relata que Arquimedes foi solicitado pelo rei Hieron II para que investigasse a composição de uma coroa que havia encomendado. O rei havia ordenado que sua coroa fosse feita de ouro maciço, mas, ao recebê-la, desconfiou que outros metais pudessem ter sido usados em sua forja. Para sanar sua dúvida, pediu que Arquimedes descobrisse se sua coroa era de ouro puro ou não.
Arquimedes mergulhou, em um recipiente cheio de água, sucessivamente, a coroa e dois objetos maciços, feitos de ouro puro e prata, cujos pesos eram exatamente iguais aos da coroa. Fazendo isso, percebeu que a coroa derramava menos líquido que o ouro, mas mais líquido que a prata, o que sugeria que ela não era puramente composta de ouro.
Vida e Obra de Arquimedes
Arquimedes nasceu por volta de 287 a.C. na cidade portuária de Siracusa, na Sicília, naquele tempo uma colônia auto governante na Magna Grécia. Arquimedes viveu 75 anos. Em sua obra O Contador de Areia, Arquimedes conta que seu pai se chamava Fídias, um astrônomo sobre quem nada se sabe atualmente. Arquimedes morreu em cerca. 212 a.C. 
Durante a Segunda Guerra Púnica, quando forças romanas sob o comando do general Marco Cláudio Marcelo capturaram a cidade de Siracusa após um cerco de dois anos. Existem diversas versões sobre sua morte. De acordo com o relato dado por Plutarco, Arquimedes estava contemplando um diagrama matemático quando a cidade foi capturada.
Teorema de Arquimedes
O Teorema de Arquimedes, também chamado de “Princípio de Arquimedes” (Lei do Impulso) refere-se à experiência do grande físico-matemático grego: Arquimedes de Siracusa. Assim, a partir da “gravidade específica”, o teorema de Arquimedes permite calcular o valor da força vertical e para cima (força empuxo) que torna um corpo mais leve no interior de um fluido.
Assim, o postulado de Arquimedes afirma que: “todo corpo mergulhado num fluido recebe um impulso de baixo para cima igual ao peso do volume do fluido deslocado, por esse motivo, os corpos mais densos que a água, afundam, enquanto os menos densos flutuam”.
Isso explica porque quando estamos imersos na água, seja na praia ou na piscina, a percepção que temos é de que somos mais leves dentro da água do que fora dela, o que explica a força empuxo (E) atuando, em sentido contrário à força peso (P).
Impulso
A força impulso (impulsão) é uma força hidrostática é uma grandeza vetorial (possui módulo, sentido e direção) representada pela letra F com uma seta acima da letra. A força empuxo designa a força resultante exercida pelo fluido sobre determinado corpo.
 A Hidrostática é area da Física que estuda as propriedades dos fluidos em repouso. Entre as propriedades físicas dos fluidos, podemos destacar como as mais importantes: densidade, pressão e força de empuxo. Entendemos como fluidos as substâncias capazes de assumir o formato de seu recipiente, mudando sua forma sob a ação de alguma força externa.
As grandezas vetoriais representam tudo aquilo que pode ser medido (mensurável) e necessita de uma direção e sentido. As grandezas vetoriais se diferenciam das grandezas escalares por necessitares de sentido. Essa relação com o modo, o sentido e a direção é chamado de vetor. Na matemática, o vetor é uma reta que possui uma direção. Por exemplo, do ponto A para o ponto B e é representada por vet(AB).
Impulso e o princípio de Arquimedes
De acordo com o princípio de Arquimedes: “Qualquer objeto, total ou parcialmente imerso em um fluido ou líquido, é impulsionado por uma força igual ao peso do fluido deslocado pelo objeto.”
A força descrita pelo princípio de Arquimedes hoje é conhecida como força de empuxo. Essa força é igual, em módulo, ao peso do fluido, que é deslocado quando nele inserimos algum corpo. É essa força que faz com que os navios não afundem ou, ainda, que nós sejamos capazes de flutuar na água.
Fórmula do empuxo
Sabemos que o impulso equivale ao peso do fluido deslocado pela presença de algum objeto imerso. Dito isso, se nos lembrarmos da relação entre a massa do fluido, sua densidade e o seu volume, podemos escrever a força de empuxo em termos dessas grandezas, facilitando, assim, o cálculo dessa força. A fórmula usada para calcular a força de empuxo é mostrada na figura a seguir, confira:
E – impulso (N)
d – densidade do fluido (kg/m³)
g – aceleração da gravidade (m/s²)
V – volume do fluido deslocado (m³)
Com relação à fórmula anterior, é importante lembrar que o volume do fluido deslocado equivale ao volume imerso do objeto, além disso, lembre-se de que a densidade usada na fórmula refere-se à densidade do fluido e não à do objeto imerso.
Casos de flutuação
É possível comparar as densidades do fluido e do corpo imerso de modo a prever se esse corpo afundará, flutuará ou ficará em equilíbrio. Vamos conferir essas situações:
	
· Corpo afundando: caso o objeto mergulhado sobre o fluido afunde, pode-se concluir que a sua densidade é maior que a densidade do fluido, analogamente, dizemos que o seu peso é maior que o empuxo exercido pelo fluido.
· Corpo em equilíbrio: se um corpo colocado sobre um fluido permanecer em equilíbrio, isto é, parado, podemos dizer que as densidades do corpo e do fluido são iguais, bem como seu peso e empulso.
· Corpo boiando: quando algum corpo boia, se solto no interior de um fluido,o impulso exercido sobre ele é maior que o seu peso, logo, podemos afirmar que a densidade desse corpo é menor que a densidade do fluido em que ele encontra-se.
Exemplos de impulso
Confira alguns exemplos de situações em que ocorre uma atuação expressiva da força de impulso:
· Por ser menos denso que a água no estado líquido, o gelo tende a flutuar;
· O vapor da água e o ar quente tendem a subir, uma vez que quando mais quentes, ocupam mais espaço, fazendo com que sua densidade seja menor que a densidade do ar frio;
· As bolhas de champanhe são constituídas de gás carbônico, que é um gás muitas vezes menos denso que a água, por isso, quando se abre uma garrafa de champanhe, essas bolhas são violentamente expulsas do líquido;
· Os balões de festa que flutuam o fazem em razão do empuxo do ar atmosférico, uma vez que são preenchidos por gases menos densos que o gás atmosférico, tal como o gás hélio.
Outras descobertas e invenções Arquimedes
Arquimedes tiam outras descobertas como o Siracusia e o parafuso de Arquimedes que era capaz de elevar água eficientemente. Grande parte do trabalho de Arquimedes em engenharia surgiu para satisfazer as necessidades de sua cidade natal, Siracusa. A máquina de Arquimedes consistia em um parafuso giratório dentro de um cilindro. Era girada a mão, e também podia ser usada para transportar água de um corpo de água baixo até canais de irrigação. O parafuso de Arquimedes é ainda usado hoje para bombear líquidos e sólidos granulados como carvão e cereais. O parafuso de Arquimedes tal como descrito por Vitrúvio nos tempos romanos pode ter sido uma melhoria em uma bomba de parafuso que foi usada para irrigar os Jardins Suspensos da Babilônia.
A garra de Arquimedes
A garra de Arquimedes é uma arma supostamente projetada por Arquimedes a fim de defender a cidade de Siracusa. Também conhecida como "sacudidora de navios", a garra consistia em um braço de guindaste a partir do qual pendia um grande gancho de metal. Quando a garra caia sobre um navio inimigo, o braço era usado para balançar e levantar o navio para fora da água. Experimentos modernos foram realizados para testar a viabilidade da garra, e em 2005 um documentário de televisão intitulado Super-armas do Mundo Antigo (Superweapons of the Ancient World) construiu uma versão da garra e concluiu que era um dispositivo viável. 
O raio de calor de Arquimedes
Arquimedes talvez tenha usado espelhos agindo coletivamente como um refletor parabólico para queimar navios que atacavam Siracusa. Luciano de Samósata, escritor do século II, escreveu que durante o Cerco a Siracusa (c. 214–212 a.C.), Arquimedes destruiu navios inimigos com fogo. Séculos depois, Antêmio de Trales menciona espelhos ustórios como a arma utilizada por Arquimedes. O dispositivo, algumas vezes chamado de "raio de calor de Arquimedes" ou "raio solar de Arquimedes", teria sido usado para concentrar a luz solar em navios que se aproximavam, levando-os a pegar fogo.
Um teste do raio de calor de Arquimedes foi realizado em 1973 pelo cientista grego Ioannis Sakkas.
 O experimento foi realizado na base naval de Skaramangas nos arredores de Atenas. Nesta ocasião 70 espelhos foram usados, cada um com um revestimento de cobre e com um tamanho de aproximadamente 5 por 3 pés (1,5 por 1 m). Os espelhos foram apontados a uma réplica de um navio romano, feita de madeira compensada, a uma distância de aproximadamente 160 pés (50 metros). Quando os espelhos foram enfocados com precisão, o navio irrompeu em chamas em questão de poucos segundos. O navio de madeira compensada era revestido por tinta de betume, o que pode ter facilitado a combustão. 
Conclusão 
Depois de muitas pesquisas, chegamos à conclusão que O Teorema de Arquimedes, também chamado de “Princípio de Arquimedes” (Lei do Empulso) refere-se à experiência do grande físico-matemático grego: Arquimedes de Siracusa. Assim, a partir da “gravidade específica”, o teorema de Arquimedes permite calcular o valor da força vertical e para cima (força empuxo) que torna um corpo mais leve no interior de um fluido.
Assim, o postulado de Arquimedes afirma que todo corpo mergulhado num fluido recebe um impulso de baixo para cima igual ao peso do volume do fluido deslocado, por esse motivo, os corpos mais densos que a água, afundam, enquanto os menos densos flutuam”.
Referências bibliográficas 
Giancoli, Douglas C. Physics for Scientists and Engineers, 3 ed. Editora Prentice Hall, New Jersey, 2000. 
Young, Hugh D.; Freedman, Roger A. Física I – Mecânica, 10 ed. Tradução de Adir Moysés Luiz. Editora Addison Wesley, São Paulo, 2003. 
Frederick, J. Keller; Gettys, W. Edward; Skove, Malcolm J. Física, v. 1, 1 ed. Tradução de Alfredo Alves de Farias. Editora Makron Books, São Paulo, 1997.
 Resnick, Robert; Halliday, David; Krane, Kenneth S. Física 1, 5 ed. Tradução de Pedro M. C. L. Pacheco, Marcelo A. Savi, Leydervan S. Xavier, Fernando R. Silva. LTC Editora, Rio de Janeiro, 2003
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