Mecânica dos fluidos - flutuabilidade

Mecânica dos Fluidos – Empuxo

Alison Rejo Silva da Silva, Andrel Oliveira, Antônio Ribeiro, Nelson Eikawa, Tiago Alves Rodrigues

[e-mail] – - Belém-PA

Resumo Neste artigo é proposto um estudo de mecânica dos fluidos, a partir de uma experiência, sobre o equilíbrio de corpos flutuantes, usando a lei do principio de Arquimedes. Palavras-chaves mecânica dos fluidos, corpos flutuantes, principio de Arquimedes.

equação geral: E = df x Vf x g (3) Sendo: E = Intensidade do Empuxo Pf = Peso do fluido deslocado df= densidade do fluido deslocado Vf = Volume submerso do corpo (ou Volume de líquido deslocado) g = aceleração da gravidade mf = massa do fluido deslocado

I - INTRODUÇÃO O princípio de Arquimedes é entendido como: Um sólido mais leve que um fluido não ficará caso colocado nele, totalmente submerso, mas parte dele irá-se projetar acima da superfície. Qualquer sólido mais leve que um fluido ficará caso colocado no fluido, submerso de tal forma que o peso do sólido será igual ao peso do fluido deslocado. [1] Em termos atuais, "Um corpo imerso sofre a ação de uma força de empuxo dirigida para cima igual ao peso do fluido que ele desloca. Essa relação é chamada de princípio de Arquimedes. Ele é válido para líquidos e gases, que são ambos fluidos". [2] O empuxo é a força resultante exercida em toda a superfície do corpo pelo fluido que o envolve. [3] Portanto, em um corpo que se encontra imerso em um líquido, agem duas forças: a força peso (P), devida à interação com o campo gravitacional terrestre, e a força de empuxo (E), devida à sua interação com o líquido. II – EQUAÇÃO DE ARQUIMEDES Temos as seguintes fórmulas:

III – EXPERIMENTO

Quando um corpo está totalmente imerso em um líquido, podemos ter as seguintes condições: * se ele permanece parado no ponto onde foi colocada, a intensidade da força de empuxo é igual à intensidade da força peso (E = P);

FIG. 1. EMPUXO = PESO

* se ele afundar, a intensidade da força de empuxo é menor do que a intensidade da força peso (E < P);

mf = df x Vf (1) Pf = mf x g = df x Vf x g (2) FIG. 2. EMPUXO < PESO

A partir das equações acima, pode-se obter a

* se ele for levado para a superfície, a intensidade da força de empuxo é maior do que a intensidade da força peso (E > P) .

R$ 0,25 (Prateada)

E=6,13227258 N E=6,08085884 N E=6,1043955 N E=6,15631198 N E= 6,17593746 N E= 14,424375 N E= 14,7769888 N E= 14,533057 N E= 14,3941616 N E= 14,288059 N

E= 6,129955272 N

R$ 0,25 (Dourada)

E= 14,48332788 N

IV – ALGORITMO O algoritmo em fluxograma para o calculo do empuxo nos corpos: FIG. 3. EMPUXO > PESO inicio Para podermos analisar o empuxo é necessário obtermos alguns dados dos corpos que são utilizados, já que a intensidade