Sutilezas no ensino de princípio de Arquimedes

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorSouza, Reinaldo Faria de Melo e-
Autor(es): dc.contributorAzevedo, Thales Agrícola Calixto de-
Autor(es): dc.contributorOliveira, Thiago Rodrigues-
Autor(es): dc.contributorPereira, Rodrigo Miranda-
Autor(es): dc.contributorAzevedo, Thales Agrícola Calixto de-
Autor(es): dc.creatorCruz, Felippe Soares da-
Data de aceite: dc.date.accessioned2024-07-11T17:25:27Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2024-07-11T17:25:27Z-
Data de envio: dc.date.issued2020-12-17-
Data de envio: dc.date.issued2020-12-17-
Data de envio: dc.date.issued2019-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://app.uff.br/riuff/handle/1/16460-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/749985-
Descrição: dc.descriptionO princípio de Arquimedes é um dos teoremas mais famosos e antigos da física, sendo a causa da icônica expressão Eureka! proclamada aos berros pelo filósofo e matemático grego há mais de dois milênios. Desde então, a matemática e a física evoluíram de forma significativa, provando e reforçando o princípio do empuxo de múltiplas formas distintas. Neste trabalho, voltamos a atenção para o seu enunciado, que, apesar de correto em determinadas condições, veremos estar incorreto em outras mais gerais. Debateremos as possíveis razões pedagógicas de ensinarmos um enuniciado impreciso do princípio. Mostraremos alguns problemas causados pelo uso da terminologia vigente, citando algumas diferenças entre o volume deslocado de fluido e o volume submerso de um sólido. Trazemos também uma questão de vestibular da UFRJ, onde o uso indiscriminado do enunciado clássico do princípio de Arquimedes pode levar a conclusões erradas. Apresentaremos demonstrações matemáticas utilizando geometria básica e minimização da energia potencial gravitacional, que podem ser reproduzidas em sala para uma turma de ensino médio. A seguir, utilizaremos cálculo vetorial, em particular o teorema da divergência, para definir o empuxo enquanto resultante de forças de pressão, e analisar o torque sofrido por corpos imersos em fluidos. Apresentaremos alguns aparentes paradoxos que parecem decorrer da interpretação de empuxo enquanto força de pressão. Pretendemos, ao fim, mostrar que faz-se necessária uma reavaliação sobre a terminologia adotada no ensino do princípio de Arquimedes-
Descrição: dc.descriptionThe Archimedes’ principle is one the most famous and ancient theorems of physics, being the cause of the iconic expression Eureka! proclaimed out loud by the Greek philosopher and mathematician more than two millenia ago. Since then, mathematics and physics evolved significantly, proving and reinforcing the principle of the buoyant force in many distinct forms. In this paper, we turn our attention to its statement, which, although correct in certain conditions, will be shown to be inaccurate in more general cases. We will discuss possible pedagogical reasons for an imprecise statement of the principle to be taught. We will show some problems caused by the use of the current terminology, citing some differences between the displaced volume of a fluid and the submerged volume of the solid. We also present a problem used in a entrance exam by the UFRJ, where the indiscriminate application of the classical statement of Archimedes’ principle may lead to wrong conclusions. We will present mathematical demonstrations with basic geometry and the minimization of the gravitational potential energy, which can be reproduced in class in high school. Next, we use vector calculus, particularly the divergence theorem, to define the buoyant force as the net pressure force, and analyze the torque on bodies immersed in fluids. We show a few paradoxes that seem to arise from the interpretation of the buoyant force as the net pressure force. By the end, we intend to show that a revaluation about the adopted terminology in the teaching of the Archimedes’ principle is necessary-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Direitos: dc.rightsopenAccess-
Direitos: dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/-
Direitos: dc.rightsCC-BY-SA-
Palavras-chave: dc.subjectPrincípio de Arquimedes-
Palavras-chave: dc.subjectVolume deslocado-
Palavras-chave: dc.subjectVolume submerso-
Palavras-chave: dc.subjectEmpuxo-
Palavras-chave: dc.subjectHidrostática-
Palavras-chave: dc.subjectHidrostática-
Palavras-chave: dc.subjectPrincípio de Arquimedes-
Palavras-chave: dc.subjectEnsino de física-
Palavras-chave: dc.subjectArchimedes’ principle-
Palavras-chave: dc.subjectDisplaced volume-
Palavras-chave: dc.subjectSubmerged volume-
Palavras-chave: dc.subjectBuoyant force-
Palavras-chave: dc.subjectHydrostatics-
Título: dc.titleSutilezas no ensino de princípio de Arquimedes-
Tipo de arquivo: dc.typeTrabalho de conclusão de curso-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF

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