Relatório Hidrostática (3)

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MATO GROSSO DO SUL - UEMS 
ENGENHARIA FÍSICA 
 
 
 
 Maria Luiza Militão Bernardo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Hidrostática 
 
 
 
 
 
 
 
 Dourados 2022 
 
 
 
 
Maria Luiza Militão Bernardo 
 
 
 
RELATÓRIO FINAL DE EXPERIÊNCIA 
 
 
 
 
 
 
Hidrostática 
 
 
 
Relatório técnico apresentado como requisito parcial para 
obtenção de aprovação na disciplina Física Experimental 
II, no curso de Engenharia Física, na Universidade 
Estadual de Mato Grosso do Sul. 
Prof. Fabricio de Souza Luiz 
 
 
Dourados 2022 
 
 
 
RESUMO 
 
O experimento em questão objetivou avaliar a dependência do empuxo em relação ao volume 
do líquido deslocado e calcular as densidades de misturas conhecidas, com a aplicação do 
Princípio de Arquimedes. Construíram-se tabelas com os valores obtidos e as comparou. 
Concluiu-se através deste experimento que todo corpo quando submerso em um fluido fica 
sujeito à ação de uma força vertical para cima denominada empuxo. Esse empuxo pôde ser 
obtido através da variação do peso real e o peso aparente, detectados através do uso do 
dinamômetro. Foi possível reconhecer que o empuxo é proporcional a densidade do fluido, ao 
volume do fluido deslocado e a gravidade. 
Palavras-chave: Empuxo, densidade, volume, fluido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
1. INTRODUÇÃO..........................................................................................4 
2. OBJETIVO.................................................................................................5 
 2.1 OBJETIVO GERAL ..................................................................................5 
 2.1.1OBJETIVOS EXPECIFICOS....................................................................5 
 2.2 METODOLOGIA................................................................................. .. .5 
 2.3 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS.................................................5 
2.4 RESULTADOS..........................................................................................7 
3.CONCLUSÃO ..............................................................................................8 
4. REFERÊNCIAS............................................................................................8 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 Ao mergulhar um objeto em água pode se observar que o mesmo aparenta estar mais leve, 
isso acontece porque quando o objeto está submerso em um fluido isso exercesse uma força 
que o empurra para cima. Arquimedes foi quem pela primeira vez verifico u esse fenômeno. 
Diz a história que ele foi convidado pelo Rei da sua cidade para resolver um problema: para 
descobrir se a coroa que fora enviada para ser confeccionada por um ourives era de ouro maciço 
ou se tratava de uma mistura de outo metal. Arquimedes em banho de imersão descobriu a 
solução, após essa descoberta ele estabeleceu o Teorema do Empuxo ou Princípio de 
Arquimedes. 
 O Princípio de Arquimedes: Todo corpo imerso em um fluido sofre a ação de uma força 
verticalmente para cima cuja a intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo. Essa 
for que o liquido exerce no corpo é chamada de empuxo. 
Equações: 
𝑑 =
𝑝
𝑝𝑎
 𝑝 =
𝑀
𝑉
  𝐸  = 𝑃 − 𝑃𝑎 
Sendo: 
 
𝑑 = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 𝑑𝑒 𝑢𝑚 𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 
𝑝  = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎  
𝑝𝑎  = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑎 á𝑔𝑢𝑎  
𝑀  =  𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑎 𝑠𝑢𝑏𝑠â𝑛𝑐𝑖𝑎 
𝑉 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒  
𝐸 = 𝑒𝑚𝑝𝑢𝑥𝑜 
 
 Arquimedes formulou o seu princípio para água, mas ele funciona para qualquer fluido, 
quando um corpo é mais denso que o líquido que está totalmente imerso, percebe-se que o seu 
peso aparente é menor que no ar. O peso aparente é a diferença entre o peso real e o empuxo. 
 
 
 
 
2. OBJETIVO 
2.1 OBJETIVO GERAL 
Constatar, experimentalmente, a dependência do empuxo em relação ao volume do líquido 
deslocado e calcular as densidades de misturas conhecidas. 
2.1.1OBJETIVOS EXPECIFICOS 
• Determinação do volume do cilindro oco e do êmbolo através de medidas realizadas 
com o paquímetro.pa 
• Determinação do peso do conjunto composto pelo cilindro oco e o êmbolo, utilizando o 
dinamômetro. 
 2.2 METODOLOGIA 
A metodologia utilizada foi a observação a partir de experimentos controlados, com alterações 
de variáveis e instrumentos de coleta de dados submetidos a testes que assegurem a sua eficácia, 
além de análise estatística de resultados. 
 
2.3 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
 Materiais utilizados: 
• Becker; 
• Água; 
• Suporte universal; 
• Dinamômetro; 
• Cilindro de Arquimedes; 
• Balança; 
• Sal; 
• Álcool; 
• Seringa; 
• Paquímetro; 
 
 
 
 
 
Figura 1: - Montagem experimental para averiguação do princípio de Arquimedes. 
 
 Após a montagem do sistema, foi determinado o volume do cilindro oco através da coleta das 
medidas do êmbolo utilizando o paquímetro. 
Estabeleceu-se o peso do cilindro de Arquimedes, utilizando o dinamômetro. 
 Foi posicionado o becker contendo 500ml de água abaixo do suporte, depois soltou-se a trava 
de sustentação do aparato para que o embolo ficasse completamente submerso e então foi feito 
a leitura. 
 Foi recolhido a água do becker com a seringa, com escala mediu-se o volume. Colocou-se a 
água no cilindro até que ficasse completamente cheio e tornou-se a deixar o embolo totalmente 
submerso e então foi feito a leitura. 
 Com a balança mediu-se 50g de sal. Após dissolver na água do becker repetiu-se o 
procedimento já feito. 
 Foi lavado o becker e colocado 500ml álcool e novamente repetiu o procedimento já feito. 
 
 
 
 
2.4 RESULTADOS 
Volume do cilindro medido com o paquímetro 
V = (40058,55 ± 0,5) 𝑚𝑚3 
Volume de liquido inserido medido pela seringa 
V =(40± 1,0) ml 
 
Tabela 1. 
 Procedimento feito com a água 
Peso do cilindro (0,8±0,1) N 
Peso do cilindro com o embolo submerso (peso aparente) (0,4± 0,1) N 
Peso do cilindro com a água (0,8± 0,1) N 
 
Tabela 2. 
Procedimento feito com água e sal 
Peso do cilindro fora da água (0,8±0,1) N 
Peso do cilindro com o embolo submerso (peso aparente) (0,4 ±0,1) N 
Peso do cilindro com a água com sal (0,8± 0,1) N 
 
 𝐸 = 𝑃 − 𝑃𝐴 
 𝐸 = (0,4  ± 0,1)𝑁 
Com os dados obtidos nota-se que o volume da água dentro do cilindro é igual ao volume de 
água deslocado pelo embolo submerso, isso é devido ao valor do peso da água ter a mesma 
intensidade da força de empuxo. 
Tabela 3. 
Procedimento feito com álcool 
Peso do cilindro (0,8±0,1) N 
Peso do cilindro com o embolo submerso (peso aparente) (0,48± 0,1) N 
Peso do cilindro com álcool (0,66± 0,1) N 
 
 
 
 Ao fazer o procedimento com álcool, obteve-se os resultados da tabela 3. Isso se explica 
devido ao álcool ter uma densidade menor que a da água. 
Sabendo que a densidade da água é 1 e sabendo que o único fator que mudou foi a densidade 
podemos fazer: 
1 …………  0,8 
𝑥 …………  0,48 
𝑥 =
0,48
0,8
= 0,60 
É de conhecimento que o valor pré-definido para a densidade do álcool é de 0,79 g/𝑐𝑚3. Assim 
é encontrado um erro de 15%, logo pode se dizer que o valor é aceitável. 
 
3.CONCLUSÃO 
Concluiu-se que, a partir do momento em que o cilindro entra em contato com a água surge 
uma força de mesma direção e sentido contrário denominado empuxo. Como o módulo desta 
força é diferente do módulo da força peso, a força resultante provoca a aparente diminuição do 
peso. O peso do corpo permanece o mesmo, o que diminui é a força resultante que atua sobre 
ele, pois há uma nova força em sentido contrário agindo e isso faz com que o corpo pareça mais 
leve, confirmando o princípio de Arquimedes. 
3.REFERÊNCIAS 
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert;W ALKER, Jearl. Fundamentos de Física: 
Gravitação, Ondas e Termodinâmica. 9. ed. Rio de Janeiro: Ltc - Livros Técnicos e 
Científicos, 2013. 296 p.