Teorema de Arquimedes

O Teorema de Arquimedes, também chamado de “Princípio de Arquimedes” (Lei do Empuxo) 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).

Empuxo

A força empuxo (impulsão) é uma força hidrostática e 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.

No Sistema Internacional (SI) de Unidades o empuxo é medido pela unidade Newton (N). Dessa forma, para calcular a força empuxo utiliza-se a seguinte fórmula:

E= df.Vfd.g

Donde,

df: densidade do fluido
Vfd: volume do fluido
g: Aceleração da gravidade

Assim, é importante ressaltar que se a densidade do corpo for maior que a densidade do fluido, o corpo afundará; se a densidade do corpo for equivalente à densidade do fluido, o corpo ficará em equilíbrio com o fluido; e, por fim, se a densidade do corpo for menor que a densidade do fluido, o corpo flutuará na superfície do fluido.

Em outras palavras, se a força empuxo (E) tiver menor intensidade que a força peso (P), o corpo afundará; se a força empuxo (E) tiver a mesma intensidade que a força peso (P) o corpo não subirá nem descerá, permanecendo em equilíbrio; por fim, se a força do empuxo tiver maior intensidade que a força peso (P), o corpo subirá para a superfície.

Note que no Sistema Internacional (SI) a densidade do fluido é medida em quilogramas por metros cúbico (kg/m³), o volume em metros cúbicos (m³) e a aceleração da gravidade em metros por segundo ao quadrado (m/s²).

Leia mais:

Curiosidade

  • O mar morto é um lago com grande quantidade de sal, situada no Oriente Médio e, portanto, apresenta densidade muito elevada. Note que quanto maior a densidade do fluido, maior será a força empuxo atuante; isso explica porque as pessoas possuem grande facilidade para flutuarem nesse local, uma vez que, a força empuxo atuante possui maior intensidade que a força peso.

Teste seus conhecimentos com questões sobre o tema em Exercícios de Hidrostática.