A Lei de Arquimedes explica a força que um objeto sofre, no sentido de baixo para cima, quando inserido num fluído. Esta força é chamada força de impulsão, \(\vec{I}\) (Figura 1).
A força de impulsão tem a sua origem nas forças de pressão que cada uma das partículas constituintes do fluido exercem no objeto imerso (Figura 2).
A impulsão é o somatório de todas essas forças de pressão.
Lei de Arquimedes
Qualquer corpo mergulhado total ou parcialmente num líquido sofre, por parte deste, uma impulsão vertical, de baixo para cima e de intensidade igual à do peso do volume do fluido deslocado pelo corpo.
$$I = \rho \; g \; V$$
ou
$$I = m \; g$$
em que:
\(I\) - impulsão (N)
\(\rho\) - massa volúmica do líquido deslocado (kg m-3)
\(g\) - aceleração gravítica (m s-2)
\(V\) - volume de líquido deslocado (m3)
\(m\) - massa de líquido (kg)
A impulsão depende apenas da massa volúmica do fluído onde o corpo se encontra e do volume desse fluído deslocado por esse corpo.
É a relação entre a intensidade da força de impulsão que o fluido aplica num corpo, \(\vec{I}\), e a intensidade da força gravítica a que esse corpo está sujeito, \({\vec{F}}_{g}\), que define se o corpo vem à superfície (aceleração ascendente), se está em equilíbrio no interior do fluido (aceleração nula), ou se se afunda (aceleração descentente) (Figura 3).
Se:
- \(I < {F}_{g}\) – o corpo afunda-se depois de o largar;
- \(I > {F}_{g}\) – o corpo desloca-se para a superfície;
- \(I = {F}_{g}\) – o corpo fica em equilíbrio no interior do fluido.
