Um pouco sobre empuxo

Empuxo

Você já percebeu que os objetos parecem ficar mais leves quando imersos na água? É fácil verificar isso. Verifique o peso de um objeto antes de colocá-lo dentro da água e depois de imerso na água. A perda aparente de peso depende do material utilizado (na realidade, depende de sua densidade). Alguns chegam a "perder" todo o peso (eles bóiam).

Por que alguns objetos bóiam na água?
Por que um navio de aço flutua?
A explicação para isso é que o líquido exerce uma força vertical (para cima) sobre os objetos imersos nele. Essa força é conhecida como empuxo.
Arquimedes entendeu muito bem esse fenômeno e enunciou, no seu livro "Sobre os Corpos Flutuantes", a sua famosa lei:

Qualquer objeto sólido imerso num líquido "perde" peso de tal forma que o "peso perdido" é igual ao peso da quantidade de líquido que ele desloca.

Empuxo = peso do volume do fluido deslocado

Pf = Peso do fluido deslocado
df= densidade do fluido deslocado
Vf = Volume do fluido
g = aceleração da gravidade
mf = massa do fluido deslocado
Empuxo no cotidiano

Portanto, a força conhecida como empuxo (a aparente perda de peso) é tal que:

Portanto, sobre um objeto parcial ou totalmente imerso num fluido devemos considerar mais uma força, que é o empuxo.

Sendo:

E = Intensidade do Empuxo

Temos as seguintes fórmulas:

mf = df x Vf

Pf = mf x g = df x Vf x g

A partir das fórmulas acima, temos a fórmula geral:

E = df x Vf x g

1. Objetos com densidade uniforme flutuam Objetos com densidade menor do que a do líquido no qual estão imersos flutuam. Uma bola de isopor flutua. Se a submergirmos num líquido ela tende a subir. Os dois efeitos resultam do empuxo. 2. Objetos "ocos" flutuam Um objeto oco tem mais facilidade de flutuar. Um navio só flutua porque ele não é todo de ferro. As partes ocas ou vazias do navio reduzem sua densidade em relação àquela do ferro maciço. Um navio é tão oco que a sua densidade média é bem menor do que a densidade da água. 3. Uma tigela flutuando Uma tigela funda flutua sobre a água. O que ocorre se, em seguida, quebrarmos a tigela? 4. Garrafa boiando As garrafas em geral flutuam. No entanto, se como resultado das ondas a água começar a penetrar na garrafa, depois de algum tempo ela afundará. 5. facilitando a flutuação As pessoas têm facilidade para boiar na água. O mesmo vale para os animais. Isso demonstra que a densidade média dos seres vivos é praticamente igual à densidade da água. Quando você estiver de barriga para cima na água, inspire uma certa quantidade de ar a mais. Você perceberá que o seu corpo passará a flutuar com mais facilidade. Por quê? 6. Objetos mais leves que o ar Os gases também são fluidos. Eles diferem dos líquidos por possuírem uma densidade menor do que estes. A Terra é envolta por uma mistura de gases (a atmosfera terrestre). A Terra está, portanto, envolta por uma camada de fluido. Objetos cuja densidade seja menor do que a densidade da atmosfera tendem a flutuar (dizemos que esses objetos são mais leves do que o ar). Novamente aqui isso pode ser explicado pelo princípio de Arquimedes. Você já deve ter visto os dirigíveis ou balões, que são grandes objetos (relativamente leves) contendo no seu interior gases mais leves do que o ar (especialmente hidrogênio). A ascensão de um dirigível é facilitada ao inflarmos o mesmo. Esvaziá-lo facilita a sua descida. Fonte: "E-física,ensino de física on-line"

Densidade

Densidade de um corpo homogênio "d":

Um corpo de massa "M" e volume "V". Por definição, densidade de um corpo é a relação entre a massa e o volume.

d = m/v

Massa específica de uma substância "µ":

É uma grandeza característica de cada substância.

Se o corpo for maciço e homogêneo sua densidade "d" do corpo coincide com

sua maça específica "µ". Logo:

µ=m/v

Pressão

A pressão é a força a que um objeto está submetido dividido pela área da superfície

sobre a qual a força age. Nesse caso a força aplicada é PERPENDICULAR a área.

P=F/A

Quando a força aplicada for OBLÍQUA a área, ou seja, formar um ângulo Θ com a normal

aplica-se a lei dos cossenos e se obtêm: P = F.cosΘ/A

Pressão Hidrostática

A pressão exercida pela coluna de um líquido na base de um reservatório, por

exemplo, é denominada pressão hidrostática. Caucula-se como:

P hid = F/A = P/A = m.g/A . Como m=d.v e "v/A"= h :. P hid: µgh.

Verifica-se que a Pressão Hidrostática independe da área "A".

FONTE: Material do professor Luiz Neto.

Gaiola de Faraday

A gaiola de Faraday pode ser considerado um exemplo de condutibilidade elétrica, além de ser um dos mais interessantes experimentos da física.

A gaiola de Faraday Foi criada pelo Inglês Michael Faraday, no século XIX. No experimento de Faraday utilizou uma gaiola metálica, colocou uma cadeira de madeira no centro (um material isolante elétrico) e sentou-se, deu-se uma descarga elétrica, e nada aconteceu a ele, provando que um corpo dentro da gaiola poderia permanecer lá, isolado e sem levar nenhuma descarga elétrica.

Isso pode ser explicado com as 2 leis de Faraday

1ª lei de Faraday - Nos condutores em equilíbrio a eletricidade é distribuída apenas na superfície externa; no seu interior não há traço de eletricidade.

2ª lei de Faraday - No equilíbrio elétrico a força elétrica no interior dos condutores completamente fechados e desprovidos de corpos eletrizados é nula.

No experimento de Faraday, os “raios” elétricos entram em contato com a gaiola metálica, com isso, a eletricidade é distribuída por sua superfície externa da mesma. A reação do raio torna o campo eletromagnético dentro da gaiola nulo, desviando para a Terra a corrente gerada.

Reza a lenda que, quando Faraday revelou a sua descoberta à comunidade científica da época, os seus colegas zombaram da sua teoria. Faraday, que tinha se tornado pai, naquela mesma época, para provar as suas teorias, ele pegou no seu filho e colocou-o dentro de uma gaiola metálica. Diante das autoridades científicas,Faraday ligou um autotransformador, próximo da gaiola aterrada. Após elevar a tensão para milhares de Volts, várias descargas (raios) atingiram a gaiola. Quando o transformador foi desligado, retirou o seu filho ileso da gaiola, para espanto de todos.

FONTES: http://www.npdbrasil.com.br/portugues/curioso/faraday.htm

http://pt.wikipedia.org/wiki/Gaiola_de_Faraday http://www.igeduca.com.br/artigos/desvendamos-misterios/gaiola-de-faraday-o-que-e-isso.html

Hidrostática

Hidrostática é o ramo da Física que estuda a força exercida por e sobre líquidos em repouso. Este nome faz referência ao primeiro fluido estudado, a água, é por isso que, por razões históricas, mantém-se esse nome. Fluido é uma substância que pode escoar facilmente, não tem forma própria e tem a capacidade de mudar de forma ao ser submetido à ação e pequenas forças. A palavra fluido pode designar tanto líquidos quanto gases.

Ao estudar hidrostática é de suma importância falar de densidade, pressão, Princípio de Pascal, empuxo e o Princípio Fundamental da Hidrostática.


Densidade
Densidade (ou massa específica) de um corpo é a relação entre a massa do m e o volume do mesmo, ou seja:


Pressão

É a relação entre a força aplicada perpendicularmente sobre um corpo e a sua área sobre a qual ela atua. Matematicamente, temos:

Princípio Fundamental da Hidrostática

Também chamado de Princípio de Stevin, diz que:

“A diferença de pressão entre dois pontos do mesmo líquido é igual ao produto da massa específica (também chamada de densidade) pelo módulo da aceleração da gravidade local e pela diferença de profundidade entre os pontos considerados”.

Princípio Fundamental da Hidrostática

Também chamado de Princípio de Stevin, diz que:“A diferença de pressão entre dois pontos do mesmo líquido é igual ao produto da massa específica (também chamada de densidade) pelo módulo da aceleração da gravidade local e pela diferença de profundidade entre os pontos considerados”.
A partir do princípio de Stevin pode-se concluir que:

• Pontos situados em um mesmo líquido e na mesma horizontal ficam sujeitos a mesma pressão;

• A pressão aumenta com o aumento da profundidade;

• A superfície livre dos líquidos em equilíbrio é horizontal.

A densidade informa se a substância do qual é feito um determinado corpo é mais ou menos compacta. Os corpos que possuem muita massa em pequeno volume, como é o caso do ouro e da platina, apresentam grande densidade. Já os corpos que possuem pequena massa em grande volume, como é o caso do isopor, apresentam pequena densidade. A unidade de densidade mais usada é 1g/cm3. Para a água temos que a sua densidade é igual a 1g/cm3, ou seja, 1cm3 de água tem massa de 1g. Apesar de esta unidade ser a mais usada, no SI (sistema Internacional de Unidades) a unidade de densidade é 1kg/m3.

P= F/A

A unidade de pressão no SI é o newton por metro quadrado (N/m2), também chamado de pascal (Pa), em homenagem a Blaise Pascal, físico francês que estudou o funcionamento da prensa hidráulica.

Simbolicamente podemos escrever:

Onde d é a densidade do líquido, g é o módulo da aceleração da gravidade local e h é a diferença entre as profundidades dos pontos no mesmo líquido.

FONTE: http://www.brasilescola.com/fisica/hidrostatica.htm

Empuxo

Parece ser estranha tal sensação, mas já percebeu que enquanto retiramos algo de dentro de um vasilhame cheio de água ou até mesmo quando estamos brincando dentro de uma piscina, temos a incrível sensação de que o que está mergulhado na água está mais leve? Por que tal fato ocorre? Será mágica?

Não, não é mágica. Tal fato ocorre devido à ação de uma força vertical dirigida para cima. Essa força é denominada de empuxo.

Denomina-se empuxo a força vertical, dirigida para cima, que qualquer líquido exerce sobre um corpo nele mergulhado, ou seja, quando um corpo está mergulhado em um líquido seu peso será um peso aparente devido à força do empuxo que o líquido faz sobre ele.

F_r = P – E, sendo F_r a força resultante, P o peso do bloco, e E o empuxo aplicado pelo líquido.

O líquido exercerá no corpo uma força de empuxo E que será vertical , para cima e de intensidade igual ao peso do líquido deslocado.

Princípio de Arquimedes: Todo corpo mergulhado em um fluido sofre a ação de um empuxo vertical, para cima, igual ao peso do líquido deslocado.

O empuxo é a existência da ação de várias forças sobre um corpo mergulhado em um determinado líquido. Cada força tem um módulo diferente, e a resultante delas não é nula. A resultante de todas essas forças está dirigida para cima e é exatamente esta resultante que representa a ação do empuxo sobre o corpo.

Para se calcular a intensidade da ação do empuxo existe uma pequena relação entre o empuxo e a densidade do líquido no qual o corpo está emerso. Veja:

E= m_d .g (I)

m_d = µ. V_d (II)

Onde md é a massa do líquido deslocado, Vd é o volume do líquido deslocado e corresponde ao volume da parte do corpo que está mergulhada, e µ (letra grega “mi”) é a densidade do líquido. Substituindo (II) em (I) temos a equação para se calcular o empuxo:

E= µ . V_d. g

FONTES: http://www.infoescola.com/fisica/empuxo/

http://www.brasilescola.com/fisica/empuxo.htm

Como estudar física!

Antes de tudo, vamos aprender a estudar física? Bom, esse post vai servir muito pra galera que tem problemas em estudar a bendita física! 

Por Alberto Ricardo Präss

Quando você estuda Português ou História, uma lição passada pelo professor abrange, na maioria das vezes, um grande número de páginas de texto. A Física, tal como a Matemática, é mais condensada. Uma lição de Física pode reduzir-se apenas a uma ou duas páginas. Você poderia decorar a lição, mas isto não lhe adiantaria nada. Algumas vezes, o seu trabalho é compreender urna lei. Depois de compreender essa lei - e a lei é muitas vezes expressa por uma equação - e a puder explicar e aplicar na resolução de problemas, você terá aprendido a lição.

Sugestões para o estudo:

1. Leia toda a lição, a fim de saber do que se trata.

2. Leia novamente a lição, porém, mais devagar, e escreva no seu caderno a lei (se houver alguma) e outros pontos importantes da lição. Verifique se você compreende cada parágrafo. Certifique-se também se compreende o verdadeiro significado de cada palavra nova. Estude com cuidado as definições de termos como "trabalho" e "potência" até ficar completamente seguro do seu verdadeiro sentido em Física.

3. Se a lei for expressa por uma equação matemática, pergunte a si mesmo de que maneira cada símbolo da equação está relacionado com a lei. Por exemplo,  (trabalho = força . deslocamento) nos diz que, duplicando-se o deslocamento, se duplica o trabalho realizado e, do mesmo modo, fazendo duplicar a força, duplica-se o trabalho produzido.

4. Resolva os problemas incluídos no texto do seu livro.

5. Discuta a lição com os seus colegas.

Durante a aula e o trabalho de laboratório

1. Faça, sem hesitação, perguntas a respeito do que você não compreende.

2. Esteja alerta e pronto a explicar o que você compreende.

3. Pense por você mesmo; faça o seu trabalho. Você não pode aprender Física olhando para o seu companheiro.

Revisão para as provas:

1. Estude todos os dias, conscienciosamente, as suas lições. Reveja as notas que tomou na última aula. Nunca deixe as suas notas se acumularem, sem estudá-las metodicamente.

2. Antes da prova, escreva todos os pontos difíceis da parte que está revendo; faça perguntas sobre os mesmos, na aula.

3. Pense nas perguntas que faria se você fosse o professor. Tente responder, você mesmo, a essas perguntas.

4. Faça uma “cola” com as fórmulas ou conceitos mais importantes. Não exagere. Coloque apenas pontos importantes da matéria.

Durante as provas:

1. Antes do professor distribuir a prova, dê uma última “olhadinha” na cola que você fez.

2. Guarde a cola dentro da sua pasta. Você não a usará, já que já memorizou tudo que tinha nela.

3. Ao receber a prova escreva, em algum lugar dela, tudo que puder de fórmulas, conceitos e exemplos. Essas anotações serão muito úteis quando você estiver cansado e surgirem os famosos “brancos” de memória.

4. Faça as questões da prova como se estivesse resolvendo os testes em casa, com calma e muita atenção. Lembre-se que sempre existirão mais questões “fáceis” do que “difíceis” .

5. Lembre-se que quando um aluno diz que foi mal numa prova, é devido aos erros nas questões “fáceis”. Todo aluno que vai mal usa como desculpa as tais questões “difíceis” como argumento para mascarar sua falta de estudos.

6. Sucesso !

Texto adaptado e ampliado de:
“Física Na Escola Secundária”
De Oswald H. Blackwood, Wilmer B. Herron & William C. Kelly
Tradução de José Leite Lopes e Jayme Tiomno
Editora Fundo de Cultura

Um pouco sobre a história da física

A séculos atrás, ou quem sabe até milênios, o homem sempre buscou um conhecimento mais detalhado do que realmente acontece em sua volta. O comportamento de observação dos objetos, e suas particularidades, a análise feita dos movimentos realizados e fenômenos observados, puderam se solidificar e representar hoje algo na física.

A Física se desenvolve em função da necessidade do homem de conhecer o mundo natural e controlar e reproduzir as forças da natureza em seu benefício.

Entender também fenômenos naturais, como por exemplo a chuva, trovões, raios, a ação de ventos, força de correnteza em nossos rios, quedas naturais levam a um grande questionamento dentro da física que de forma clara contribuiu para a formulação de novos conceitos. No início muitas teorias podem ter sido mal formuladas pelo homem, mas depois com o passar dos anos e auxilio de mecanismos não existentes no passado, ficava mais difícil para a elaboração de conceitos mais precisos.

Nos tempos de hoje conseguimos visualizar perfeitamente com o auxilio de ferramentas tecnológicas que também curiosamente vieram de uma época milenar, e também sofreram adaptações com o passar dos tempos. Tudo que nos rodeia hoje também cabe mais em um espirito investigativo, com pensamentos filosóficos e formulações teóricas ligadas a física, mas ligados a materiais de grande auxilio e ferramentas que apesar de sofrer as adaptações com o passar dos anos sempre vem a somar.

Os gregos foram os primeiros a criarem uma teoria concreta sobre este assunto que tanto interessava os grandes pensadores da época. No século V a.C. Leucipo, de Mileto, e seu aluno Demócrito, de Abdera (460 a.C. - 370 a.C.), formulam as primeiras hipóteses sobre os componentes essenciais da matéria. Segundo eles, o Universo é formado de átomos e vácuo. Os átomos são infinitos e não podem ser cortados ou divididos. São sólidos mas de tamanho tão reduzido que não podem ser vistos. Estão sempre se movimentando no vácuo.

Contudo, é com Aristóteles que a Física e as demais ciências ganham o maior impulso na Antiguidade . Suas principais contribuições para a Física são as idéias sobre o movimento, queda de corpos pesados (chamados "graves", daí a origem da palavra "gravidade") e o geocentrismo . A lógica aristotélica irá dominar os estudos da Física até o final da Idade Média.

A partir do século XII a física começou a ganhar força em pesquisas, e formulações teóricas, associada no início timidamente a matemática. Estendendo durante boa parte da Idade Média com novos conceitos e aplicações.

Nos séculos XVII em adiante a física pode ter dado um salto muito grande no que se trata de conceitualização e resultados e experimentos com mais recursos do que os até então conhecidos. Foi nessa época que Isaac Newton publicou o Principia Matehematica, abordando tópicos como o de Mecânica clássica e Gravitação Universal. Um grande conceito estudado hoje apareceu logo em seguida que é a Termodinâmica (século XVIII) por Robert Boyle e Thomas Young. No século seguinte o comportamento da eletricidade, conceitos famosos como a Gaiola de Faraday foram aparecendo. O século XX foi o de revoluções na física que contribuem muito para uma análise mais elaborada de conceitos e teoremas formulados anteriormente além de novos temas, como o da física moderna.

FONTES:http://www.fisica.net/historia/historia_da_fisica_resumo.php

http://www.infoescola.com/curiosidades/um-pouco-da-historia-da-fisica/

http://www.sofisica.com.br/conteudos/HistoriaDaFisica/indice.php