Fluidos
Afundar ou flutuar
Observe a bola densa afundar — seu peso excede a força de empuxo.
Afundar ou flutuar — simulação interativa de Fluidos. Observe a bola densa afundar — seu peso excede a força de empuxo. Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.
Flutuabilidade negativa
Um objeto denso se afunda quando seu peso supera a máxima força de flutuação que o fluido pode proporcionar.
Se a densidade média do objeto é maior que a do fluido, a força de flutuação (baseada no volume total deslocado quando submersa) nunca alcança o peso. A bola acelera para baixo.
- F_b = ρ_fluid · V · g
- Afundar: mg > F_b
Resumo da investigação
Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório
O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.
Pergunta norteadora
Uma chumbada de metal é jogada na água e repousa no fundo, totalmente submersa. Depois de totalmente submersa, torná-la mais pesada altera o quanto ela está submersa?
Previsões para pesar
- Uma chumbada mais pesada submerge ainda mais (acima de 100%).
- Já está totalmente submerso (100%), então mais massa não pode submergir ainda mais.
- Uma chumbada mais pesada submerge menos porque cai mais rápido.
Papéis variáveis
O que você definiu:
- Massa da chumbada m (kg)
O que você mede:
- Peso mg (N)
- Fração submersa
Como funciona a investigação
- Abra a predefinição fluid-sink e pressione Redefinir. A chumbada cai na água e para no fundo do tanque.
- Habilite a sonda de fração submersa no chumbador.
- Defina a massa da chumbada para cada tentativa, deixe-a assentar e registre sua fração submersa.
Equação governante
Princípio de Arquimedes (no máximo) — F_b = ρ·V·g
A maior força de empuxo que um objeto pode receber é ρ·g·V_full – o peso do fluido que ele deslocaria se estivesse totalmente submerso. Quando o peso de um objeto excede esse limite, ele afunda e permanece totalmente submerso; adicionar mais massa não pode submergi-lo ainda mais porque já desloca todo o seu volume.
O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam
- Esta simulação modela a chumbada como um disco de raio 0.4 m extrudado através da profundidade de fatia fixa do tanque de 0.005 m — calcule seu volume total V_full = π·r²·(profundidade de fatia) e a força de empuxo máxima possível ρ·g·V_full usando a densidade da água 1000 kg/m³. Compare-o com o peso de cada ensaio.
- Explique por que a fração submersa permanece limitada a 1.0 (100%) quando o peso excede a força de empuxo máxima, não importa quão mais pesado o chumbador fique.
Onde isso aparece além do laboratório
- A força de empuxo máxima deste chumbador é de cerca de 24.6 N - qualquer massa abaixo de 2.5 kg flutuaria em seu lugar. Compare isso com o experimento da flutuação fluida: o que determina se um objeto flutua ou afunda?
- A água do mar é mais densa que a água doce. Será que uma chumbada que submerge totalmente em água doce submergiria necessariamente totalmente na água do mar? Explique usando a fórmula da força de empuxo.
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Bem-vindo ao Afundamento em fluido
- Selecione a bola afundada
- Pressione Reproduzir
- Afundando-se
- Abra o Painel de propriedades
- Você conseguiu!
Abra a simulação interativa para construir a cena, pressione Reproduzir e explore com medições em tempo real e um tutorial guiado.
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