EXPERIMENTO 6

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINA – FÍSICA BÁSICA EXPERIMENTAL I
 PROFESSOR – MARIO LUIZ LOPES DA SILVA
ALUNA – RAFAELA VIEIRA
CIDADE: PELOTAS 
DATA: 13/10/2021
EXPERIMENTO 6: EXPUXO
Introdução
Este trabalho visa reforçar um conceito físico muito importante e presente em nosso dia-a-dia, o princípio de Arquimedes, através de um conjunto de experimentos. Arquimedes viveu de 287 a 212 a.C. O chamado “princípio de Arquimedes” explica como fluidos respondem a presença de objetos imersos neles. Barcos, submarinos, balões, dirigíveis e uma série de outras máquinas construídas pelo homem têm seu funcionamento explicado, em seu âmbito mais simples e fundamental, pelo princípio em questão.
O princípio de Arquimedes trata da resposta de um fluido à presença de um corpo presente nele. O enunciado pode ser descrito com as seguintes palavras: Todo corpo total ou parcialmente imerso em um fluido em equilíbrio, na presença de um campo gravitacional, fica sob ação de uma força vertical ascendente aplicada pelo fluido; esta força é denominada empuxo e sua intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo. Assim sendo, podemos escrever matematicamente:
 
 Nestas equações temos m sendo a massa de fluido deslocado e g o valor do campo gravitacional no local. A massa de fluido deslocado pode ser associada ao seu volume e, logicamente, ao volume submerso do corpo da seguinte maneira (no caso de corpos com densidade uniforme):
 
 Nestas equações temos ρ Fluido sendo a densidade do fluido e V o volume de fluido deslocado (se o corpo estiver completamente submerso no fluido este V fica sendo igual ao volume do objeto V’). Com esta análise é possível conhecer a força de empuxo ao qual um corpo estará sujeito a partir do conhecimento de uma propriedade do fluido (sua densidade) e da extensão do objeto que está submersa no fluido (o volume V). Um importante fato a ser observado é que a força de empuxo não depende nem da densidade do corpo submerso no fluido nem da sua massa. A densidade média do corpo só é relevante para sabermos se um corpo afunda ou flutua em um fluido. Esperamos demonstrar com a experiência “medindo o empuxo” que o empuxo é independente da massa do corpo submerso, dependendo apenas do volume submerso. Um comentário interessante diz respeito à origem da força de empuxo. Ela está associada a um gradiente de pressão. À medida que a profundidade aumenta em um fluido, maior fica sendo a pressão. Assim, temos que a força atua na direção contrária ao gradiente, de baixo para cima. Se temos um elemento infinitesimal de massa dm e volume dV imerso no fluido, o empuxo exercido sobre ele, DE.
Objetivos
O experimento teve como objetivo observar o empuxo, analisando o comportamento de um cilindro de metal imerso em água, e posteriormente utilizando os valores obtidos experimentalmente para possibilitar a descoberta do metal que compõe o cilindro.
Descrição da parte experimental
Materiais utilizados:
 - Proveta de 100 ml (precisão 1ml);
 - Cilindro de metal; 
- Paquímetro digital (precisão 0,01 mm); 
- Dinamômetro (precisão 0,02 N).
Procedimento:
Inicialmente preparou-se a proveta com 60 ml de água limpa, mediu-se o peso (0,98 N) do cilindro de metal com o auxílio do dinamômetro, mediu-se as dimensões (em mm) do diâmetro (18,76) e a altura (39,66) do cilindro de metal. Em seguida, mergulhou-se completamente o cilindro de metal na proveta, anotou-se o volume de água deslocado e anotou-se o novo peso do cilindro mergulhado em água. Foram obtidos os seguintes valores de peso: 
• Peso: 0,88 N; Volume fluido: 71 ml.
Resultados e Discussão
A partir dos valores obtidos no experimento, foram realizados os cálculos de empuxo através do software Excel, e obteve-se os seguintes resultados:
 O valor obtido não foi encontrado na tabela, e isso pode ter ocorrido por vários fatores. É possível citar que um deles pode ter sido a margem de erro gerada pelos equipamentos utilizados e algumas aproximações de valores. Outro fator seria a possibilidade de se tratar de uma liga metálica, ou seja, de um metal que não seja 100% puro e isso proporciona que a liga metálica tenha características próprias, incluindo a densidade.
 
Conclusão
 Por meio deste experimento e analise dos resultados obtidos em laboratório, pode-se comprovar o Princípio de Arquimedes, ou seja, quando um corpo está totalmente submerso em um fluido, uma força de empuxo do fluido atua sobre o corpo. O empuxo é direcionado para cima. Desta forma, tem-se a impressão do corpo submerso diminui. No entanto, o corpo continua com o mesmo peso, sendo que o que diminui é o peso aparente do corpo. Ficou claro nos experimentos de cada corpo de prova, com massas e volumes distintos, possuem pesos aparentes distintos.
Referências Bibliográficas
HELERBROCK, Rafael. "Empuxo"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/empuxo.htm. Acesso em 13 de outubro de 2021.