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Sorocaba, 04 de março de 2021 Princípio de Arquimedes Guilherme Tenório de Souza Santos; Gustavo Melo; Lucas Gomes; Stefany Oliveira; Vitor Ferreira; Matheus dos Santos Gonçales. 1. Introdução Assim como o teorema de Stevin e Pascal, o princípio de Arquimedes também é uma das teorias fundamentais da hidrostática. O princípio de Arquimedes (ou teorema de Arquimedes) diz que todo corpo totalmente imerso ou parcialmente imerso em um líquido qualquer fica sujeito a uma força vertical de baixo para cima, igual ao peso da porção de líquido deslocado pelo corpo. Esta força é denominada força de empuxo, ou seja E = ρ .v . g Onde: E = Força de empuxo; ρ = Massa específica do líquido; v = volume de líquido deslocado; g = aceleração da gravidade; Fórmula do peso aparente: Papa =G – E Onde: Papa = Peso aparente E = Força de empuxo; G = Força peso Obs: O líquido também exerce força na lateral do corpo, porém estas forças são anuladas devido a existência de uma força semelhante no lado oposto do corpo. 2. Objetivos O objetivo do experimento é expor o princípio de Arquimedes, usando dois métodos diferentes, mas que teoricamente possuem o mesmo resultado. Por fim temos como foco principal a comparação entre os resultados, podendo assim descobrir as diferenças entre eles. 3. Detalhes do Experimento Para a realização do experimento foram utilizados os seguintes materiais: • Balança digital– Diamond, max 500 g ; • Paquímetro – ZAAS, 0,05mm; • Dinamômetro – AZEHEB, 2 N; • Cinco corpos cilíndricos de diferentes tamanhos e materiais; • Béquer. Informações instrumentais Instrumentos U. medida Precisão Sensibilidade Valor máximo Paquímetro mm 0,05 mm 0,05 mm 150 mm Dinamômetro N 0,025 N 0,05 N 2 N Balança g 0,1 g 0,1 g 500 g 3.1 Determinação do peso dos objetos usando o dinamômetro. O experimento se inicia com a montagem do sistema de medição de força. Um dinamômetro é pendurado a uma base vertical. Após a montagem da base começa-se as medições. Força peso e pressão hidrostática Força de empuxo Dinamômetro Base que segura o dinamômetro Cinco corpos cilíndricos são colocados no dinamômetro, um de cada vez, assim podendo realizar a medição do seu peso. Logo após a obtenção dos valores de peso, é colocado um Béquer cheio de água, logo abaixo do dinamômetro. A partir deste pondo a medição será feita com os corpos submersos no líquido, podendo assim detectar o força de empuxo. 3.2 Determinação do peso aparente dos objetos. Esse procedimento é feito realizando as medições de volume e massa, podendo assim determinar, através da fórmula, a massa específica. Obtendo essa massa específica torna-se possível calcular a força de empuxo e peso aparente, através do princípio de Arquimedes. Volume: Obtido através das medições de diâmetro e altura, realizadas com um paquímetro. Esses valores serão colocados na fórmula de volume, ou seja, V= (π.D ²/4).h Onde: V = Volume; π = PI; D = Diâmetro. h = Altura. Massa: Obtido através das medições realizadas por uma balança digital. Béquer com água Dinamômetro Base que segura o dinamômetro 4. Resultados e Discussão As medições obtidas nos dois processos experimentais estão dispostos abaixo. 4.1 Processo experimental 1 Corpo 1 Corpo 2 Corpo 3 Corpo 4 Corpo 5 Peso (N) 0,300 0,120 0,880 0,960 0,620 Peso submerso (N) 0,200 0,020 0,760 0,860 0,200 Tabela 1 – Medição de peso Fonte: Própria autoria 4.2 Processo experimental 2 Corpo 1 Corpo 2 Corpo 3 Corpo 4 Corpo 5 Massa (g) 32,0 14,1 88,7 97,5 63,7 Volume (cm³) 11,461 11,604 11,532 11,564 44,651 Tabela 1 – Medição de massa X volume Fonte: Própria autoria Princípio de Arquimedes 1. Introdução 2. Objetivos 3. Detalhes do Experimento 4. Resultados e Discussão
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