A IMPULSÃO

Sempre que um corpo se encontra imerso total ou parcialmente num líquido ou num gás, é sujeito a uma força vertical e ascendente, à qual se dá o nome de Impulsão.

É possível confirmar essa força de Impulsão comparando o Peso Real de um objeto (Peso do corpo no ar) com o Peso que este apresenta quando mergulhado num líquido (Peso Aparente). Por exemplo:

Nesta situação o corpo apresenta um Peso Real de 1 N, e um Peso Aparente de 0,85 N.

Esta diferença de 0,15 N face ao valor do Peso Real deve-se à Impulsão que o corpo sofre quando mergulhado no líquido. 0,15 N é o valor da Impulsão sofrida. Assim, conclui-se que:

Impulsão = Peso Real - Peso Aparente

Impulsão = 1 - 0,85 ⇔

Impulsão = 0,15N

PRÍNCIPIO DE ARQUIMEDES

Arquimedes foi um sábio Grego que viveu entre 287 e 212 a.C.

Entre outros estudos, dedicou-se à compreensão da Impulsão sofrida por um corpo quando imerso num líquido ou num gás, e enunciou a seguinte lei:

Qualquer corpo mergulhado num líquido recebe da parte deste uma impulsão vertical, de baixo para cima, de valor igual ao do peso do volume de líquido deslocado.

Vamos tentar compreender melhor esta lei:

- em primeiro lugar, Arquimedes diz que os corpos que são mergulhados num líquido recebem da parte deste uma impulsão vertical e ascendente, o que já sabíamos. 

- diz também que a Impulsão sofrida pelo corpo tem valor igual ao peso do volume de líquido deslocado. 

O que será que significa isto?

Para compreender melhor esta segunda parte da lei de Arquimedes, vamos considerar o seguinte exemplo:

Um corpo de volume 50 cm^3 é mergulhado em água, tal como indicado na figura seguinte.

Segundo a lei de Arquimedes, para determinar a Impulsão sofrida pelo corpo, devo calcular o peso do líquido deslocado.

Ao colocar o corpo de volume 50 cm³ dentro do recipiente, este vai ocupar um espaço que anteriormente era ocupado pelo líquido. Como resultado, a linha de água irá subir. Como o corpo tem 50 cm³ de volume, vai deslocar 50 cm³ de líquido, logo:

Volume de água deslocado = 50 cm³

É possível determinar a massa de líquido deslocado, se soubermos a densidade (massa volúmica) do líquido. Neste caso, como o líquido é água, a sua densidade é 1 g/cm³. Assim sendo, cada cm³ de água tem 1 grama de massa, logo 50 cm³de água deslocados terão 50 gramas de massa.

Sabemos então que:

massa = 50g = 0,050Kg

aceleração da gravidade = 9,8 m/s²

Com estes dados é fácil determinar o peso do líquido deslocado, através da expressão:

Peso _{líquido deslocado} = massa x aceleração da gravidade ⇔

Peso _{líquido deslocado} = 0,050 x 9,8 ⇔

P = 0,49N

Sabendo o Peso do líquido deslocado, sabemos a Impulsão sofrida pelo corpo:

Impulsão = Peso _{líquido deslocado} = 0,49N

Está calculado o valor da Impulsão sofrida pelo corpo, de acordo com a lei de Arquimedes.

DE QUE FATORES DEPENDE A IMPULSÃO?

De acordo com a lei de Arquimedes, e tal como verificado no exemplo anterior, a Impulsão sofrida por um corpo depende de dois factores:

- do volume do corpo;

º da densidade do líquido ou gás em que o corpo é imerso.

Assim:

- quanto maior o volume do corpo, maior a Impulsão por este sofrida;

- quanto maior a densidade do líquido ou gás, maior a Impulsão sofrida pelo corpo imerso.

COMO DETERMINAR SE UM CORPO AFUNDA OU VIRÁ À SUPERFÍCIE?

Se compararmos o Peso do corpo com a Impulsão sofrida por este, é fácil de concluir se o corpo afunda ou virá à superfície. Quando o corpo é imerso num líquido ou gás, fica sujeito à força Peso e à Impulsão.

O Peso é vertical e descendente (aponta para o centro da Terra), enquanto que a Impulsão é vertical mas ascendente. Nesse caso basta comparar os valores do Peso do corpo e da Impulsão para perceber se o corpo afunda ou vem à superfície:

Se a força Peso tiver maior valor que a Impulsão, o corpo afunda;

Se a Impulsão tiver maior valor que a força Peso, o corpo vem à superfície;

Se a Impulsão e a força Peso tiverem igual valor, o corpo fica em equilíbrio (não "sobe" nem "desce").

Sempre que um corpo se encontra a flutuar, como a boia mostrada na primeira figura ou os barcos que costumamos ver na praia, a força Peso e a Impulsão apresentam igual valor e por isso o corpo encontra-se em equilíbrio.