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Calculadora de empuxo

Etapa 1 / 3 Empuxo
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Esta calculadora de empuxo determina a força para cima que um fluido exerce sobre um objeto submerso usando o princípio de Arquimedes, F = ρ · V · g. Informe a densidade do fluido (kg/m³) e o volume submerso do objeto (m³) e ela retorna a força de empuxo em newtons mais a massa de fluido deslocado em quilogramas. Use-a para verificar se algo vai flutuar ou afundar, para dimensionar a flutuação de barcos e pontões ou para resolver exercícios de física. A água vem predefinida em 1000 kg/m³, mas você pode modelar água do mar, óleo ou qualquer outro fluido em segundos.

Como calcular a força de empuxo

  1. 1

    Informe a densidade do fluido

    Digite a densidade do fluido ao redor em quilogramas por metro cúbico. A água doce é cerca de 1000 kg/m³ e a água do mar cerca de 1025 kg/m³.

  2. 2

    Informe o volume submerso

    Indique o volume do objeto que está realmente debaixo d'água, em metros cúbicos. Para um objeto totalmente submerso, ele equivale ao volume total.

  3. 3

    Leia a força de empuxo

    A ferramenta multiplica densidade × volume × 9,81 e mostra a força para cima em newtons, junto com a massa de fluido deslocado em quilogramas.

A fórmula

O princípio de Arquimedes diz que a força de empuxo é igual ao peso do fluido deslocado por um objeto submerso:

  • F = ρ · V · g

onde F é a força de empuxo em newtons (N), ρ (rho) é a densidade do fluido em kg/m³, V é o volume submerso em m³ e g é a aceleração da gravidade, tomada como 9,81 m/s². A massa de fluido deslocado é simplesmente m = ρ · V, e seu peso (ρ · V · g) é exatamente o empurrão para cima que o objeto sente.

Exemplo resolvido

Um recipiente vedado com volume submerso de 0,05 m³ está em água doce (ρ = 1000 kg/m³):

F = 1000 × 0,05 × 9,81 = 490,5 N

A massa de água deslocada é 1000 × 0,05 = 50 kg. Se o recipiente pesar menos de 50 kg, os 490,5 N para cima superam seu peso e ele flutua; se pesar mais, afunda.

Força de empuxo em fluidos comuns (V = 0,05 m³)

Fluido Densidade (kg/m³) Massa deslocada (kg) Força de empuxo (N)
Ar 1,2 0,06 0,59
Óleo vegetal 920 46,0 451,3
Água doce 1000 50,0 490,5
Água do mar 1025 51,25 502,8
Glicerina 1260 63,0 618,0

Fluidos mais densos empurram com mais força, e é por isso que se flutua mais facilmente no salgado Mar Morto do que em um lago de água doce.

Erros a evitar

  • Volume vs. volume submerso. Para um objeto que flutua parcialmente, use apenas a parte abaixo da superfície, não o objeto inteiro.
  • Unidades misturadas. Mantenha a densidade em kg/m³ e o volume em m³. Um litro é 0,001 m³, então um objeto de 50 L tem volume de 0,05 m³.
  • Flutuar ou afundar. O empuxo sozinho não decide: compare a força de empuxo com o peso do objeto (sua própria massa × g).
  • Escolha da gravidade. Esta ferramenta usa g = 9,81 m/s²; na Lua (≈1,62 m/s²) tanto o peso quanto a força de empuxo diminuem juntos.

Perguntas frequentes

A força de empuxo é igual à densidade do fluido vezes o volume submerso vezes a gravidade: F = ρ · V · g, com g = 9,81 m/s². Informe a densidade em kg/m³ e o volume em m³ e o resultado sai em newtons.

Compare a força de empuxo com o peso do objeto (sua massa × 9,81). Se a força de empuxo for maior, ele flutua; se o peso for maior, ele afunda; se forem iguais, ele fica em equilíbrio (empuxo neutro).

Use 1000 kg/m³ para água doce e cerca de 1025 kg/m³ para água do mar. A calculadora vem predefinida com água doce a 1000 kg/m³, valor que você pode alterar para modelar qualquer fluido.

Divida os litros por 1000. Por exemplo, 50 litros = 0,05 m³ e 1 litro = 0,001 m³. Mantenha o volume em metros cúbicos para combinar com a unidade de densidade kg/m³.

Os valores são enviados ao servidor para calcular o resultado, e os links do fluxo guiado os incluem na URL.

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