Princípio de Arquimedes – flutuação, afundamento e pressão nos líquidos

O que mostra

Um objeto dentro de um líquido sofre uma força para cima, o empuxo, igual ao peso do líquido que ele desloca: E = ρ_líquido·g·V_submerso, com g = 9,81 N/kg. Seu peso é P = ρ_objeto·g·V. Se ele flutua, fica em equilíbrio no meio do líquido ou afunda depende da comparação entre as duas densidades, e não apenas do tamanho. Um objeto que flutua se estabiliza quando a parte submersa é exatamente a necessária para que E seja igual a P. O mesmo líquido exerce uma pressão que cresce linearmente com a profundidade, p = ρ·g·h, qualquer que seja a forma do recipiente.

Como usar

Ajuste a Densidade do objeto e a Densidade do líquido, clique em Soltar objeto e observe as setas P e E enquanto o bloco entra no líquido. Anote o volume submerso quando o bloco para e compare-o com a razão entre as duas densidades. Teste um metal denso na água e depois aumente a densidade do líquido até perto da do mercúrio. Por fim, arraste o sensor de pressão para baixo e anote p em várias profundidades para fazer o gráfico da pressão em função da profundidade.

Parâmetros que você pode mudar

• Densidade do objeto 100–12000 kg/m³
• Densidade do líquido 500–13600 kg/m³
• Volume do objeto 50–1000 cm³
• Altura da coluna de líquido 20–100 cm
• Mostrar vetores de força

Perguntas para explorar

1. Um bloco de densidade 600 kg/m³ flutua na água. Que fração do seu volume fica submersa, e por quê?
2. Quando um bloco flutua em repouso, o empuxo é maior, igual ou menor que o seu peso?
3. Como muda a leitura de pressão quando você dobra a profundidade do sensor no mesmo líquido?