Como a força de empuxo sobre um objeto submerso se compara ao peso da água deslocada? E faça distinção entre um corpo submerso e um corpo imerso.

Passo 1

O enunciado quer saber como a força de empuxo sobre um objeto se compara ao peso da água que ele desloca e pede para distinguir “corpo submerso” de “corpo imerso”. O conteúdo é o Princípio de Arquimedes, que relaciona empuxo, densidade do fluido e volume de fluido deslocado.

Passo 2

O Princípio de Arquimedes afirma que a força de empuxo Fe sobre um corpo em repouso num fluido homogêneo é igual ao peso do fluido deslocado. Em fórmula:
Fe = rhofl , Vdeslocado , g
onde rhofl é a densidade do fluido, Vdeslocado é o volume de fluido deslocado pelo corpo e g é a aceleração da gravidade.

Passo 3

Corpo submerso é aquele completamente abaixo da superfície do fluido. Nesse caso o volume deslocado coincide com o volume total do corpo, Vdeslocado = Vcorpo, de modo que
Fe = rhofl , Vcorpo , g,
isto é, o empuxo é exatamente o peso de uma massa de fluido igual ao volume do corpo.

Passo 4

Corpo imerso (no sentido geral) pode estar apenas parcialmente mergulhado. Se apenas parte do corpo fica abaixo da superfície, o volume deslocado é menor que o volume total, digamos Vsub<Vcorpo. Então
Fe = rhofl , Vsub , g,
ou seja, o empuxo corresponde ao peso da porção de fluido efetivamente deslocada.

Passo 5

Em qualquer situação, a força de empuxo é sempre igual ao peso da água (ou do fluido) deslocada. A diferença entre “submerso” e “imerso” está apenas em o volume deslocado ser todo o volume do corpo (submerso) ou parte dele (imerso parcialmente).

Resposta

A força de empuxo é sempre igual ao peso da água deslocada, Fe = rhoágua,Vdeslocado,gá. Um corpo submerso está totalmente sob a superfície (desloca um volume igual ao seu volume total), enquanto um corpo imerso pode estar apenas parcialmente mergulhado (desloca apenas o volume submerso).

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