ARQUIMEDES

Índice: 

Introdução (Vida e mais importantes invenções)

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Descoberta da Lei da Hidrostática ("Coroa de ouro de Hierão")

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Desenvolvimento (Princípio de Arquimedes e suas Aplicações)

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Conclusão

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Bibliografia/Web Bibliografia/Web grafia

Introdução: Arquimedes (287 a.C- 212 a.C) foi matemático, físico, engenheiro, inventor, e astrónomo grego, proveniente de Siracusa (hoje Cecília). Pouco se sabe sobre a sua vida, mas existe muita documentação que chegou até aos nossos dias que prova que ele foi, de facto, um grande inventor do seu tempo e muitos historiadores consideram que foi ele quem desencadeou o futuro da ciência moderna. Conta a história que o rei Hieron de Siracusa pediu a Arquimedes a resolução de um problema: Hieron desconfiava qua a sua coroa não continha todo o ouro que ele entregara a um ourives para a fazer. Assim, Arquimedes teria de provar, sem destruir a coroa de ouro, que esta era constituída por uma mistura de metais e não por puro ouro. Certa vez, quando tomava banho, ocorreu-lhe de repente uma ideia que indicava a solução do problema. Entusiasmado com a sua descoberta, Arquimedes saiu à rua, nu, segundo dizem, exclamando “Eureka! Eureka!”, (“Descobri! Descobri!”).

Os historiadores afirmam que o problema da coroa de ouro levou Arquimedes a dedicar-se à questão da impulsão dos corpos. Com os seus estudos, criou o ma gnifico trabalho, “Sobre os corpos que flutuam”, o qual chegou aos nossos dias. Arquimedes formulou da seguinte maneira a sétima suposição (teorema) desta obra: “Os corpos mais pesados do que o líquido, quando mergulhados neste, imergem cada vez mais profundamente até alcançarem o fundo e, quando permanecem dentro do líquido perdem em peso, tanto, quanto pesa o volume de líquido deslocado por estes corpos.” 

Desenvolvimento, O Princípio de  Arquimedes:

O Princípio de Arquimedes , também chamado de Princípio Hidrostático, diz que “Os corpos mergulhados em líquido ficam sujeitos a uma força de baixo para cima” – a impulsão, que depende do: 

Volume do objecto, que se está a imergir  Por exemplo, se colocarmos em água (que é um líquido  – um meio muito mais impulsivo do que o ar,

que é um meio gasoso) corpos com massa igual mas volumes diferentes, observamos que o corpo com maior volume tem menor peso aparente porque a impulsão é maior ( peso aparente = peso real  –  impulsão)

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Densidade do líquido , onde se imerge o corpo

Por exemplo, se colocarmos o mesmo corpo em água doce e em água salgada, verificamos que, a água salgada é mais densa e por isso tem a impulsão maior.

No entanto, a impulsão não depende do peso . Por exemplo, se colocarmos na água corpos com pesos diferentes, mas volumes iguais, verificamos que a impulsão tem o mesmo valor. Peso aparente = peso real -impulsão

P ap = P r  - I 

Assim, podemos concluir que:

 A Impulsão aumenta quanto maior for o volume do corpo imerso e a densidade do líquido

O que é a impulsão? O que é a impulsão? É a força a que os corpos mergulhados em líquidos estão sujeitos ( de cima para baixo).

Peso real: Peso do corpo no ar. Peso aparente: È resultante de duas forças com sentidos opostos: o peso real e a impulsão.

Quando um corpo flutua?

Isso acontece quando a impulsão é igual ao valor do peso do corpo no ar. (peso real)

Pr=I Quando é que um corpo emerge?

Quando o valor da impulsão é inferior ao valor do seu peso no ar .

Pr < I Quando é que um corpo imerge?

Isso acontece quando a impulsão é superior ao valor do peso do corpo no ar. (peso real).

Pr > I

Objetos flutuantes

 Aplicações: Como podem os navios mais pesados feitos de metal (alguns que chegam até às 500.000 toneladas) manterem-se a flutuar no mar? A resposta é simples – com base na lei de Arquimedes:

Para que um navio se mantenha à superfície, o fluido onde está mergulhado tem de exercer sobre ele uma força que compense o seu peso. O valor da força da impulsão é igual ao valor do peso do volume de fluido deslocado. Isto significa que um navio que pese 500 000 toneladas tem de ocupar na água um volume com essa massa. Se for água salgada, o volume terá de ser cerca de 480 000 m3.

Porque é que os balões de ar quente e os de hélio sobem no ar, enquanto que os cheios de ar “normal” continuam na terra?

A força de impulsão não se aplica apenas na água. Ao estarmos imersos em ar, também estamos sujeitos à impulsão. No entanto, não a sentimos porque o ar é cerca de 1000 vezes menos denso que o nosso corpo. Num balão de ar quente a impulsão já se faz notar, aliás é essa razão pela qual a força que os balões de ar quente e os balões de hélio se elevam no céu. Os balões de ar quente ocupam um volume total suficientemente grande para o seu peso, que é pequeno. Desta forma, o valor da impulsão consegue compensar e até mesmo superar o peso do balão. Para que o volume ocupado seja grande, mantendo um peso muito baixo, é necessário aquecer o ar do seu interior e ao ser aquecido, as partículas do ar espalham-se, passando a ocupar um volume maior. Nos balões de hélio, não é necessário aquecer o ar porque o hélio já é um gás muito mais leve que o oxigénio.

Conclusão: Arquimedes foi um grande sábio, disso não podemos ter dúvida alguma. As suas descobertas nos mais variados ramos da ciência melhoraram imensamente a vida diária e aprofundaram os conhecimentos existentes até à época. As suas várias invenções são ainda hoje utilizadas, e ninguém ainda se esqueceu do nome dele pois os seus feitos, de tão grandes, ficaram marcados para sempre nas páginas da história das ciências. Em conclusão, Arquimedes contribuiu muito para a melhoria da ciência tecnologia e usada pela Humanidade com a descoberta da lei da Impulsão, pois permite-nos a utilização de variadas técnicas úteis para os meios de transporte marítimos e aéreos.

Webgrafia 

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WIKIPEDIA, a enciclopédia livre. (2012), Arquimedes, Consultado em 1.12.12. Disponível em http://pt.wikipedia.org/wiki/Arquimedes CIÊNCIAS EXACTAS E DA ENGENHARIA, Centro de Comperências (2012), Hidroestática, consultado em 1.12.12 Disponível em http://www.cee.uma.pt/hlima/Doc%20Hidraulica/03Hidrostatica.pdf  DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA, Universidade de Coimbra (2012), Arquimedes, consultado em 1.12.12. Disponível em http://www.mat.uc.pt/~nep09/AniMat/4.%20Dezembro/MatematicoDezembr o.pdf 

Bibliografia: 

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CARVALHO, Fernando (1995), DIDACTA, Enciclopédia temática ilustrada  – Física/ Química, FGP editor, 1ª Edição, Lisboa, Portugal SÁ, Maria Teresa Marques de (2001), Física  – 12º Ano, Texto Editora, 1.ª edição, Lisboa, Portugal ROXO, Maria José (2001), Física  – 12ºano, Porto Editora, Porto, Portugal CAVALEIRO, N.Neli G.C e BELEZA, M.Domingas (2010), FQ: Viver Melhor na Terra. 1ª Edição. Localda Publicção: ASA edições. ISBN: 978-989-0571-4 -1. Volume único, 256 páginas.