Principio De Arquimedes

PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES

SUBMARINO

CAMPINAS

MAIO/2010

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 Princípio de Arquimedes

2.2 Os submarinos

3. DESENVOLVIMENTO

3.1 Submarino

3.2 Como funciona um submarino

4. DISCUSSÃO E RESULTADOS

5. CONCLUSÃO

6. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA

1. INTRODUÇÃO

Este trabalho tem por finalidade demonstrar o princípio de funcionamento de um submarino, ilustrando o Princípio de Arquimedes. O Teorema de Arquimedes consiste em comparar o peso do fluido deslocado e compará-lo ao valor obtido através da medida do peso aparente.

Serão apresentadas algumas curiosidades sobre o submarino e os efeitos das forças que atuam em um objeto imerso na água.

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1. PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES

Um corpo imerso na água se torna mais leve devido a uma força, exercida pelo líquido sobre o corpo, vertical e para cima, que alivia o peso do corpo. Essa força, do líquido sobre o corpo é denominada empuxo.

Portanto, num 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. Quando um corpo está totalmente imerso em um líquido, podemos ter as seguintes condições: se ele permanece parado no ponto onde foi colocado, a intensidade da força de empuxo é igual à intensidade da força peso (E=P); se ele afundar, a intensidade da força é menor do que a intensidade da força peso (E<P); se ele for levado para a superfície, a intensidade da força de empuxo é maior do que a intensidade da força peso (E>P).

Para saber qual das três situações irá ocorrer, devemos enunciar o Princípio de Arquimedes: “Todo corpo mergulhado num fluído (líquido ou gás) sofre, por parte do fluído, uma força vertical para cima, cuja intensidade é igual ao peso do fluído deslocado pelo corpo”.

Seja Vf o volume de fluído deslocado pelo corpo. Então a massa do fluído deslocado é dada por: (mf=dfVf). A intensidade do empuxo é igual à do peso dessa massa deslocada: (E=mfg=dfVfg).

Para corpos totalmente imersos, o volume de fluido deslocado é igual ao próprio volume do corpo. Neste caso, a intensidade do peso do corpo e do empuxo são dadas por: (P=dcVcg e E=dfVcg). Comparando-se as duas expressões observamos que: se dc>DF, o corpo desce em movimento acelerado (FR=P-E); se dc<DF, o corpo sobe em movimento acelerado (FR=E-P); se dc=DF, o corpo encontra-se em equilíbrio. Quando um corpo mais denso que um líquido é totalmente imerso nesse líquido, observamos que o valor do seu peso, dentro desse líquido, é aparentemente menor do que no ar. A diferença entre o valor do peso real do peso aparente corresponde ao empuxo exercido pelo líquido: (Paparente=Preal-E).

2.2. OS SUBMARINOS

Submarino é uma embarcação especializada para operar submersa, tendo sido largamente usadas pela primeira vez na Primeira Guerra Mundial, sendo usado por todas as grandes marinhas atualmente. Submarinos civis e submergíveis são usados com fins científicos tanto na água doce quanto salgada para trabalhar em profundidades muitos grandes para mergulhadores Humanos.

Os submarinos englobam uma vasta gama de tamanho de embarcação. Desde embarcações de duas pessoas que são utilizadas para explorar a superficie marinha por poucas horas até os submarinos nucleares norte americanos da Classe Ohio, os quais permanecem submersos por metade de um ano e carregam míssies nucleares suficientes para destruir centenas de cidades. Há também submarinos especializados em resgate de submarinos e pequenos submarinos movidos por uma pessoa elaborados para competição entre as universidades. Um velho mecanismo para uso em exploração de águas profundas, salvamento, construção e recuperação é o sino de mergulho.

Os submarinos possuem compartimentos com válvulas. Bombeando água para dentro ou para fora desses compartimentos, os submarinos ficam cheios de água ou cheios de ar. Quando bombeamos água para dentro dos compartimentos o submarino fica mais denso que a água que se encontra fora e, por isso afunda, e quando bombeamos a água para fora dos compartimentos eles ficarão cheios de ar e, portanto, menos densos que a água externa e consequentemente o submarino flutuará.

Para se ter uma idéia exata da importância do “submarino” em 1727, catorze patentes foram registradas e concedidas na Inglaterra sobre submarinos, e entre elas de um desconhecido inventor cujo submersível foi o precursor dos tanques de lastros em que usou bolsas de pele de cabra acopladas ao casco, sendo cada uma delas conectadas a uma abertura no fundo da nave.

Quando o submarino submergia as bolsas enchiam de água e puxava o submarino para baixo, quando queria voltar a superfície, um eixo de rotação forçava a água para fora da bolsa.

3. DESENVOLVIMENTO

3.1. SUBMARINO

O princípio de Arquimedes afirma que todo corpo submerso em um fluido experimenta um empuxo vertical