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O Blogger "Somos Físicos" aborda assuntos diversos relacionados a Ciência, Cultura e lazer.Todas as postagens são pesquisas coletadas na internet. OUTUBRO ROSA

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domingo, 21 de setembro de 2014

FÍSICA - TEOREMAS DE STEVIN, PASCAL E ARQUIMÉDES

Teorema de Stevin

Teorema de Stevin
O Teorema de Stevin recebe o nome do matemático belga Simon Stevin. Essa teoria determina a diferença entre as pressões de dois pontos de um fluido homogêneo, chegando a conclusão de que esse valor é igual ao produto entre a densidade do fluido, a aceleração da gravidade e a diferença entre as profundidades dos dois pontos determinados.
O teorema é válido para líquidos em estado de equilíbrio e não leva em consideração o formato do recipiente que abriga o volume.
Com esse teorema podemos calcular o acréscimo de pressão, condicionado ao aumento da profundidade.
Princípio de Pascal
Blaise Pascal (1623-1662) foi um filósofo, físico e matemático francês que concentrou suas pesquisas em campos como a teologia, a hidrostática, a geometria (Teorema de Pascal) e os estudos das probabilidades e da análise combinatória. A unidade de pressão do SI recebeu o nome de Pascal em sua homenagem.
O princípio de Pascal aproveita os estudos da hidrostática, que mostram que num líquido a pressão se transmite igualmente em todas as direções.
Sabemos que a diferença de pressão entre dois pontos (A e B) de um líquido pode ser escrita como:

Sabemos que a diferença de pressão entre dois pontos (A e B) de um líquido pode ser escrita como:




PA - PB = d g h (ver estudo da lei de Stevin)


Quando aplicamos uma força na superfície do líquido, ambos os pontos sofrerão um acréscimo de pressão (ΔPA e ΔPB), aumentando o valor das pressões iniciais para um valor Pfinal.
PAfinal = PA + ΔPA
PBfinal = PB + ΔPB
Em líquidos incompressíveis, a distância (h) que os pontos A e B guardavam, inicialmente, continua constante. Então podemos escrever que:
ΔPA - ΔPB = d g h

Por consequência:

ΔPA = ΔPB
Ou seja, mostra-se que o acréscimo de pressão sofrida pelo líquido, ao aplicarmos a força na superfície, se transmite aos demais pontos do líquido.

Então, podemos resumir o Princípio de Pascal assim: um aumento de pressão exercido num determinado ponto de um líquido ideal se transmite integralmente aos demais pontos desse líquido e às paredes do recipiente em que ele está contido.

Uma das aplicações do princípio está nos sistemas hidráulicos de máquinas e pode ser observado também na mecânica dos sistemas de freios dos automóveis, onde um cilindro hidráulico utiliza um óleo para multiplicar forças e atuar sobre as rodas, freando o automóvel.








Outra aplicação são as prensas hidráulicas, que permitem multiplicar as forças em um sistema, utilizando êmbolos de diferentes seções de área movidos por líquidos compressíveis. Podemos ver esse princípio físico nos elevadores de postos de gasolina e de oficinas mecânicas, para troca de óleo, e em acionadores de caminhões basculantes e prensas industriais de diversas aplicações.
PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES
EMPUXO
Segundo os livros, o sábio grego Arquimedes descobriu, enquanto tomava um banho, que um corpo imerso em água se torna mais leve devido à 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 de empuxo (E).
Portanto, em um corpo que está imerso em um líquido, irão agir duas forças: a força peso (P), devido às interação com o campo gravitacional terrestre, e a força de empuxo (E), devido à sua interação com o líquido.
Quando um corpo está totalmente imerso em um líquido, podemos ter as seguintes condições:
1) Caso o corpo permaneça parado no ponto onde foi colocado, a intensidade da força de empuxo será igual à intensidade da força peso (E = P);

2) Se o corpo afundar, a intensidade da força de empuxo será menor do que a intensidade da força peso(E <>

3) Caso o corpo seja levado para a superfície, a intensidade da força de empuxo será maior do que a intensidade da força peso (E > P) .











Para saber qual dessas três situações irá ocorrer, devemos enunciar o princípio de Arquimedes, que é o seguinte: 









Seja Vf o volume de fluido deslocado pelo corpo. Então a massa do fluido deslocado é dada por:





A intensidade do empuxo é igual à do peso dessa massa deslocada:
E = mfg = dfVfg
Para corpos totalmente imersos, o volume de fluido deslocado é igual ao próprio volume do corpo. Neste caso, a intensidade do peso do corpo e do empuxo são dadas por:
P = dcVcg e E = dfVcg
Comparando-se as duas expressões observamos que:
* se dc > df , o corpo desce em movimento acelerado (FR = P – E);
* se dc <>f , o corpo sobe em movimento acelerado (FR = E – P);
* se dc = df , o corpo encontra-se em equilíbrio.
Quando um corpo mais denso que um líquido é totalmente imerso nesse líquido, observamos que o valor do seu peso, dentro desse líquido , é aparentemente menor do que no ar. A diferença entre o valor do peso real e do peso aparente corresponde ao empuxo exercido pelo líquido:






Luis Fábio S. Pucci, Especial para a Página 3 Pedagogia & Comunicação é licenciado em Física e Matemática. Mestre em Educação, é professor do Instituto Galileo Galilei para a Educação.

Bibliografia

  • MÁXIMO, A.; ALVARENGA, B. Curso de física. 5ª ed. São Paulo: Scipione, 2000.
  • CARVALHO NETO, C. Z. OMOTE, N. & PUCCI, L. S. FísF. ica vivencial. São Paulo: Laborciência Editora, 1998.
http://www.alunonaweb.com.br/ctd_fisica_detalhes.php?id=NQ==

2 comentários:

AGRADEÇO SUA VISITA.
VOLTE SEMPRE.