Calculadora de empuxo
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
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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.
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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.
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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.
Não. O cálculo é feito inteiramente no seu navegador. Seus valores de densidade e volume nunca saem do seu dispositivo e nada é registrado ou transmitido.
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