ARQUÍMEDES E O EMPUXO

História da descoberta do Empuxo

Há muitos anos a.C. em Siracusa, havia um rei chamado Hierão. Um dia, Hierão encomendou uma coroa com um joalheiro, entregando a ele o ouro necessário para a confecção da coroa. Quando o artesão terminou a coroa, foi entregá-la ao rei, que ficou muito feliz, pois a coroa era realmente muito bonita, porém, ficou desconfiado de que o artesão tivesse substituído por prata, parte do ouro que lhe tinha entregado. O rei tinha um amigo muito esperto, que era Arquimedes. Arquimedes sabia matemática, física, engenharia e muitas outras coisas. Então, Hierão encarregou Arquimedes de verificar se a coroa era feita de puro ouro. Arquimedes pensou diversas vezes no problema e não conseguia achar uma solução para desmascarar o joalheiro. Um dia, enquanto tomava banho, Arquimedes percebeu que a media que entrava na banheira, a água da banheira transbordava mais. Descobriu então, que um corpo imerso na água se torna mais leve devido a uma força exercida pelo líquido sobre o corpo, vertical e para cima, que alivia o peso do corpo. Essa força, do líquido sobre o corpo, é denominada empuxo. Portanto, num corpo que se encontra imerso em um líquido, agem duas forças: a força peso, devida à interação com o campo gravitacional terrestre, e a força de empuxo, devida à sua interação com o líquido.

Princípio do Empuxo

Empuxo é uma força que atua de baixo para cima, que é ao contrário da gravidade. Navios conseguem flutuar sobre a água por isso, por exemplo. É uma força hidrostática exercida por um fluido (a água) sobre um corpo (o navio). Um corpo só irá afundar ou não em um meio liquido dependendo da gravidade e do empuxo. Caso a gravidade seja maior, o corpo afunda; caso o empuxo seja maior, ele flutua mesmo se tiver sido colocado já dentro do liquido. Se as forças forem iguais, serão nulas fazendo que o corpo fique em repouso na posição em que foi abandonado, exemplo os submarinos submersos que fica em repouso a certa profundidade pelo seu peso ser igual ao empuxo.

Arquimedes descobriu que quando se deita em um berlinde, num copo cheio de água, a água trasborda porque dois corpos não podem se ocupar ao mesmo tempo, mesmo espaço. A porção de água que transborda tem um volume igual ao do berlinde. Agora se imaginamos um quilo de ferro e um quilo de plástico, o que tem menor volume é o ferro, porque é mais denso.

Aplicações na flutuação dos corpos

Segundo o princípio de Arquimedes, quando temos um corpo na superfície de um fluído cujo peso é anulado (igual em módulo) pelo empuxo que ele sofre antes de estar completamente submerso, o corpo irá flutuar sobre ele, quando abandonado. Baseado nessa aplicação são construídos todos os tipos de barcos e navios. Quando um corpo tiver uma densidade média maior que a densidade de um determinado fluído, ele não poderá flutuar, e acabará afundando se for solto na sua superfície.