CALCULAR EMPUXO

Empuxo: O que é?

O empuxo é a força exercida por um fluido sobre um corpo que está total ou parcialmente imerso nele. Essa força atua de forma vertical e orientada para cima, sendo responsável por reduzir o peso aparente do objeto dentro do fluido. O empuxo é um fenômeno fundamental para entender por que alguns corpos flutuam enquanto outros afundam.

Esse comportamento é explicado pelo princípio de Arquimedes, que afirma que todo corpo imerso em um fluido sofre uma força para cima igual ao peso do fluido deslocado por ele. Dessa forma, quanto maior o volume do fluido deslocado, maior será o empuxo aplicado. Esse princípio se aplica tanto a líquidos quanto a gases.

Se o empuxo for maior que o peso do corpo, ele flutua; se for igual, permanece em equilíbrio; e se for menor, o corpo afunda. É por isso que navios feitos de aço conseguem flutuar: apesar de serem pesados, seu formato permite deslocar um grande volume de água, gerando um empuxo suficiente para sustentá-los.

O empuxo está presente em diversas aplicações práticas, como no funcionamento de embarcações, balões de ar quente, submarinos e hidrometria. Compreender esse conceito é essencial na física e na engenharia, especialmente em projetos relacionados à navegação, ao transporte marítimo e ao estudo de fluidos.

Exemplo Detalhado de Cálculo do Empuxo

O empuxo é a força exercida por um fluido sobre um corpo imerso nele, que atua na direção vertical e para cima. Ele é responsável por fenômenos como a flutuação de barcos e objetos em líquidos.

Fórmula do Empuxo

O empuxo é calculado pela fórmula de Arquimedes:

E = ρ · g · V

Onde:

• E é a força de empuxo (em newtons, N)
• ρ é a densidade do fluido (em kg/m³)
• g é a aceleração da gravidade (≈ 9,8 m/s²)
• V é o volume do corpo imerso no fluido (em m³)

Situação Proposta

Um bloco de madeira com volume de 0,02 m³ é totalmente submerso em água. A densidade da água é 1000 kg/m³. Deseja-se calcular o empuxo exercido sobre o bloco.

Identificação dos Dados

• Volume do corpo (V): 0,02 m³
• Densidade do fluido (ρ): 1000 kg/m³
• Aceleração da gravidade (g): 9,8 m/s²

Cálculo do Empuxo

Aplicando a fórmula E = ρ · g · V:

E = 1000 · 9,8 · 0,02

E = 196 N

Resultado Final

O empuxo exercido sobre o bloco de madeira é:

196 newtons (N)

Isso significa que a água exerce uma força vertical para cima de 196 N sobre o bloco, ajudando-o a flutuar.