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Princípios de Arquimedes e Pascal

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PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES

Todo corpo imerso, total ou parcialmente, num fluido em equilíbrio, sofre a ação de uma força vertical, para cima, aplicada pelo fluido. Essa força é denominada empuxo , cuja intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo.

E = Pfd = mfd . g E = df . Vfd . g 

Assim, quando um barco está flutuando na água, em equilíbrio, ele está recebendo um empuxo cujo valor é igual ao seu próprio peso, isto é, o peso do barco está sendo equilibrado pelo empuxo que ele recebe da água: E = P

Aplicação
Um mergulhador e seu equipamento têm massa total de 80kg. Qual deve ser o volume total do mergulhador para que o conjunto permaneça em equilíbrio imerso na água?

Solução:

Dados: g = 10m/s2; dágua = 103kg/m3; m = 80kg.

Como o conjunto deve estar imerso na água, o volume de líquido deslocado (Vld) é igual ao volume do conjunto (V). Condição de equilíbrio:

E = P

d . Vld . g = m . g

103 x V x 10 = 80 x 10

V = 8 x 10-2m3

PRINCÍPIO DE PASCAL

Quando um ponto de um líquido em equilíbrio sofre uma variação de pressão, todos os outros pontos do líquido também sofrem a mesma variação.

Dois recipientes ligados pela base são preenchidos por um líquido (geralmente óleo) em equilíbrio. Sobre a superfície livre do líquido são colocados êmbolos de áreas S1 e S2. Ao aplicar uma força F1 ao êmbolo de área menor, o êmbolo maior ficará sujeito a uma força F2, em razão da transmissão do acréscimo de pressão p. Segundo o Princípio de Pascal:

Importante: o Princípio de Pascal é largamente utilizado na construção de dispositivos ampliadores de força – macaco hidráulico, prensa hidráulica, direção hidráulica, etc.

Aplicação

Numa prensa hidráulica, as áreas dos êmbolos são SA = 100cm2 e SB = 20cm2. Sobre o êmbolo menor, aplica-se uma força de intensidade de 30N que o desloca 15cm. Determine:

a) a intensidade da força que atua sobre o êmbolo maior;

b) o deslocamento sofrido pelo êmbolo maior.

Solução:

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