Quando estamos em uma piscina ou no mar, temos a impressão que nosso corpo está mais “leve”. Ainda dentro da água, por mais que façamos força, não conseguimos afundar uma bola que flutua na água – tão logo a soltamos, a bola volta à superfície. Nesses exemplos dados, parece que o líquido empurra os corpos para cima. Esse fenômeno foi descrito pelo matemático e engenheiro grego Arquimedes (287 a.C. – 212 a.C.).
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A história conta que em seu famoso banho ao descobrir como solucionar o problema do “peso” da coroa saiu nu pelas ruas da cidade gritando “eureka, eureka!”. Ele definiu o empuxo como a força que os líquidos exercem sobre os corpos que estão nele submersos. Assim:
“Todo sólido imerso parcial ou totalmente em um líquido está sujeito a uma força vertical, de baixo para cima, denominada empuxo correspondente a tanto de líquido deslocado por este sólido.”
Assim, o empuxo (E) é dado por:
E = d_f \cdot V_f \cdot g
Onde:
- df é a densidade do fluido;
- Vf é o volume deslocado;
- g é a aceleração da gravidade.
O volume deslocado é o tanto que um corpo desloca do líquido ao ser inserido nele. Esse volume deslocado é o mesmo volume submerso do corpo. Por exemplo, um corpo de volume V submerso em determinado líquido.
Um exemplo de empuxo é a estrutura para movimentação de alguns peixes. Para ajudar na sua flutuação, alguns tem uma estrutura chamada bexiga natatória. De modo simples, trata-se de uma espécie de bolsa capaz de se inflar de ar, aumentando seu volume sem variações significativas de massa. Essa adaptação permite que o peixe, que sofre a força peso da gravidade da Terra e o empuxo exercido pela água, suba porque o volume deslocado pelo corpo do peixe aumenta, aumentando o empuxo, como reação.
Referências:
Os Fundamentos da Física – Moderna Plus. Ramalho, Nicolau e Toledo. Vol. 01. Moderna. 11ª Ed. SP. 2016