EMPUXO

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FORÇAS HIDROSTÁTICAS
• QUANDO UMA SUPERFÍCIE ESTÁ SUBMERSA EM
UMA MASSA FLUIDA, FORÇAS ORIUNDAS DO
FLUIDO AGEM SOBRE ESTA SUPERFÍCIE, MESMO
QUE ELAS ESTEJAM EM REPOUSO.
FORÇAS EM SUPERFÍCIES SUBMERSAS
Fonte: http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/EstaticaeHidrostatica/empuxo.php (Adaptado)
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• As componentes
horizontais se anulam;
• As componentes verticais
resultam em uma força
vertical de baixo para cima.
• A ESSA FORÇA DENOMINA-SE:
EMPUXO
• O ESTUDO DESSA FORÇA É PARTICULARMENTE
IMPORTANTE NO PROJETO DE GRANDES
TANQUES DE ARMAZENAMENTO DE FLUIDOS,
NAVIOS E REPRESAS.
FORÇAS EM SUPERFÍCIES REVERSAS, SUBMERSA
PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES
• “NUM CORPO TOTAL OU PARCIALMENTE IMERSO
NUM FLUIDO, AGE UMA FORÇA VERTICAL DE BAIXO
PARA CIMA, CHAMADA EMPUXO, CUJA INTENSIDADE
É IGUAL AO PESO DO VOLUME DE FLUIDO
DESLOCADO”.
PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES
• “NUM CORPO TOTAL OU PARCIALMENTE IMERSO NUM FLUIDO, AGE
UMA FORÇA VERTICAL DE BAIXO PARA CIMA, CHAMADA EMPUXO,
CUJA INTENSIDADE É IGUAL AO PESO DO VOLUME DE FLUIDO
DESLOCADO”.
𝐸𝐸 = 𝐺𝐺𝐹𝐹 𝐸𝐸 = 𝑚𝑚𝐹𝐹 � 𝑔𝑔 𝜌𝜌 = 𝑚𝑚𝐹𝐹𝑉𝑉
𝑚𝑚𝐹𝐹 = 𝜌𝜌 � 𝑉𝑉𝐸𝐸 = 𝜌𝜌 � 𝑉𝑉 � 𝑔𝑔
𝐸𝐸 = 𝛾𝛾 � 𝑉𝑉𝑑𝑑
PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES
𝐸𝐸 = 𝛾𝛾 � 𝑉𝑉𝑑𝑑
Onde:
E = empuxo (N);
Y = peso específico do fluido (N/m³);
Vd = volume de fluido deslocado pelo corpo (m³).
EMPUXO X PESO
Figura 2 – Diferenças de determinados corpos sofrendo ações de empuxo.
Fonte: ROCHA, 2013.
EXEMPLO 1
Uma esfera de gelo de volume 5 cm³ é colocada
totalmente em um aquário com água. Qual a força
resultante exercida pela água sob a esfera?
Dado: densidade do gelo = 0,92 g/cm³ e densidade da
água = 1 g/cm³
EXEMPLO 1
EXEMPLO 2
Um objeto com massa de 10 kg e volume de 0,002 m³ está
totalmente imerso dentro de um reservatório de água
(𝜌𝜌 𝐻𝐻2𝑂𝑂 = 1000 𝑘𝑘𝑔𝑔/𝑚𝑚𝑚), determine?
a) Qual é o valor do peso do objeto? (utilize g = 10 m/s²)
b) Qual é a intensidade da força de empuxo que a água
exerce sobre o objeto?
c) Qual o valor do peso aparente do objeto quando
imerso na água?
EXEMPLO 2