Força de impulso

Este artigo explica o que é força de impulso. Você descobrirá, portanto, como calcular o empuxo, um exercício resoluto deste tipo de forças e sua relação com o empuxo, um conceito importante na mecânica dos fluidos.

O que é força de impulso?

A força de empuxo é uma força vertical ascendente exercida por um fluido quando um corpo está imerso nele. Mais precisamente, o empuxo é igual ao peso do volume deslocado pelo corpo submerso.

A força de impulso baseia-se, portanto, no princípio de Arquimedes. É por isso que a força de empuxo é às vezes chamada de força de empuxo ou força de empuxo de Arquimedes.

A força de impulso é produzida pela pressão exercida por um fluido nas faces de qualquer corpo submerso. Como a pressão é diretamente proporcional à profundidade, a parte mais profunda do corpo recebe maior pressão que a parte superior e, portanto, o fluido exerce uma força ascendente sobre o corpo.

Fórmula de força de impulso

A força de impulso é igual ao peso do volume de líquido deslocado pelo corpo imerso (parcial ou totalmente) no fluido. Portanto, a força de impulso é calculada multiplicando a densidade do fluido pela gravidade pelo volume de fluido deslocado.

Portanto, a fórmula da força de impulso é:

Ouro:

• 

  é a força de impulso, expressa em newtons.

• 

  é a densidade do fluido, expressa em kg/m ³ .

• 

  é o valor da aceleração da gravidade.

• 

  é o volume deslocado pelo corpo submerso.

Se você notar, o produto da densidade do fluido pela gravidade é equivalente ao peso específico do fluido. Assim, a força de impulso também pode ser determinada pela seguinte expressão:

Em condições normais, a força de impulso é vertical para cima e o seu ponto de aplicação é o centro de gravidade do corpo submerso.

Exemplo de cálculo da força de impulso

Depois de vermos a definição de força de impulso e qual é sua fórmula, esta seção mostra um exemplo de como esse tipo de força é calculado.

• Um cubo cuja aresta mede 50 cm é introduzido num recipiente cheio de água (ρ=1000 kg/m ³ ). Se o cubo estiver completamente imerso no recipiente, qual será o valor do impulso de Arquimedes aplicado pelo líquido ao cubo? Dados: g=9,81 m/ ^s2 .

Se todo o corpo do cubo estiver imerso em água, isso significa que o volume de fluido deslocado será equivalente ao volume do cubo. Portanto, primeiro calculamos o volume do cubo:

Portanto, usamos a fórmula da força de impulso para encontrar seu valor:

E finalmente, substituímos os dados na fórmula e calculamos a força de impulso:

flutuabilidade e força de impulso

Nesta seção final, veremos a relação entre força de impulso e empuxo, pois são dois conceitos intimamente relacionados na física.

Flutuabilidade é a capacidade de um corpo permanecer em equilíbrio dentro de um fluido. Assim, para que um objeto flutue em um fluido, a força de empuxo exercida pelo fluido sobre o corpo deve ser igual à força do peso do corpo. Caso contrário, o corpo subirá ou descerá dependendo do caso.

• Flutuabilidade positiva : o corpo tende a subir dentro do fluido, então a força de empuxo é maior que a força do peso do corpo.

Flutuabilidade negativa : o corpo tende a descer no fluido, ou seja, o corpo afunda. Isso significa que a força de impulso é menor que a força peso.