Primeiros passos

Este blog destina-se a tratar de uma tema muito interessante e importante da àrea da física: pressão atmosférica e empuxo do ar.O intuito é trabalhar alguns conceitos da física fazendo uso de diferenciadas linguagens.

Arquimedes e o Empuxo

 

Nasceu em Siracusa, na Sicília em 287 a.C., e foi educado em Alexandria, no Egito. Consagrou-se à Matemática, mais especialmente à Geometria. Muito jovem ainda começou a distinguir-se por seus trabalhos científicos. De regresso à Siracusa consagrou-se ao estudo da Geometria e da Mecânica, conseguindo descobrir princípios e fazer aplicações que o imortalizaram.

 Arquimedes inventou a balança que tem seu nome e foi o primeiro a determinar as leis do equilíbrio na balança. As atividades de seu pai, o astrônomo Fídias, influíram, sem dúvida, na vocação e formação científica de Arquimedes que, desde jovem, esteve em Alexandria, onde travou amizade com vários mestres alexandrinos.

Na Hidrostática, o "Princípio de Arquimedes" pode e deve ser considerado uma importante descoberta que determinou grande adiantamento no estudo das ciências físicas e produziu felizes resultados. Vamos assistir a história:

Portanto, podemos enunciar esse Princípio em duas partes:

a) Todo corpo submerso em um líquido, desloca desse líquido uma quantidade determinada, cujo volume é exatamente igual ao volume do corpo submerso.

b) O corpo submerso no líquido "perde" de seu peso uma quantidade igual ao peso do volume de líquido igual ao volume submerso do corpo.

Estas conclusões podem ser resumidas no que chamamos de empuxo tem valor igual ao peso de agua ou fluído deslocado, ou seja:

E = P_{água deslocada} = m_água . g = d_água . V_água . g



Como um dirigível voa?

Balões e dirigíveis precisam ser inflados para terem um grande volume. Desta maneira, deslocam um grande volume de ar. Segundo o princípio de Arquimedes, o Empuxo tem o valor do peso do fluido deslocado (líquido ou gás) que é dirigida para cima e aplicada no balão.
Então:
E = Par = mar.g = dar.Var.g onde m é a massa, d a densidade e g a gravidade local
O Empuxo vai ser contrário ao Peso do Balão e caso o seja maior, o balão subirá.

Teriamos então:

Peso do dirigível: 

Empuxo:    

E para que o balão suba, devemos ter a seguinte condição satisfeita:

Por isso que os balões são inflados com ar quente, que é mais leve que o ar frio, fazendo com que o Empuxo vença a força Peso.

Para que o dirigível, se mova na horizontal, deve ter um auxilio de um motor a hélice, o ar é empurrado para trás e  pela Terceira Lei de Newton, empurra o dirígivel.