densidade e volume

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Universidade Federal de Campina Grande - UFCG
Centro de Ciências e Tecnologia - CCT
Departamento de Física
Disciplina: Física Experimental I
Professor: Josyl
Aluna: Camila Barata Cavalcanti
Matrícula: 112150857
PRINCIPIO DE ARQUIMEDES: DENSIDADE E VOLUME
11º Relatório
Campina Grande - PB
30 de agosto de 2013
Introdução
	Esta experiência tem como objetivo encontrar a densidade e o volume de sólidos cujas formas são tais que dificultam o cálculo direto do volume através das medidas de suas dimensões.
O material utilizado no experimento foi: corpo básico, suporte para suspensões diversas, roldana, cordão, armadores, manivela, balança, bandeja, massas padronizadas, becker com água e linha de nylon.
Montagem
Procedimentos e Análises
	Iniciamos o experimento com o corpo básico, que já se encontrava armado e na posição horizontal de trabalho.
Primeiramente, os pratos da balança foram retirados e um pedaço de nylon na roldana foi amarrado para pendurá-la na direção vertical numa das presilhas da barra, enquanto na outra, colocamos a bandeja, medimos e anotamos o peso da roldana.
Depois, a roldana foi baixada até que ela se encontrasse completamente submersa na água que estava no becker. Reequilibramos a barra da balança na posição horizontal, as massas da bandeja foram então retiradas e assim medimos o peso aparente da bandeja.
Peso da bandeja = 6,972 g
Pesos da roldana
Pesos real da roldana: = 80,60 + = 87,57 gf
Peso aparente da roldana: = 39,50 + = 46,47 gf
A seguir o diagrama de corpo livre da roldana submersa em água, contida em um becker:
Sendo:
T = 
 
 
 tração no cordão
F’s
1
 
 forças aplicadas pela água na parte
 
superior da Roldana
F’s
2
 
 forças aplicadas pela água na parte inferior da Roldana
 
 
peso
 real da Roldana
h
1
 
 
profundidade da parte superior da Roldana
 
h
2
 
 profundidade da parte inferior da Roldana
	
	A expressão para o peso real da roldana em função da sua densidade e do seu volume é dada por:
	A expressão para o empuxo em função da densidade da água e do volume da roldana é dada por:
Podemos, então, calcular a densidade e o volume da roldana, para isso devemos utilizar os dados obtidos através das medições do experimento. Sabendo que = 1g/cm³, e que, 1g pesa 1gf, logo, 1gf = 980dyn e a = 980cm/s², teremos que:
 = 41,1 
 = 2,13 g/
Calculos em anexo.
Conclusões
	Através do experimento podemos observar que com as medidas realizadas e com os resultados encontrados, podemos ver que o empuxo (diferença entre o peso real e peso aparente) é numericamente igual ao volume da roldana. Sendo que, tal conclusão já era possível prever, pois o volume da roldana é igual ao volume do líquido deslocado, e este volume, por sua vez, é numericamente igual ao peso do líquido deslocado, pois 1 cm3 de água pesa 1gf. Portanto, como o empuxo é igual ao peso do líquido deslocado, temos que o empuxo tem que ser numericamente igual ao volume da roldana. Assim sendo, a quantidade de peso que nós retiramos da bandeja ao ser imersa a roldana é numericamente igual ao volume da roldana.
A roldana é feita de dois materiais, o ferro e o alumínio. Através de consulta a uma tabela, vimos que os valores das densidades do ferro e do alumínio são, respectivamente: 8,0 g/cm3 e 2,7 g/cm3. Tendo que a massa total da roldana é de 65,8 g, os valores encontrados são:
 = 37,44 cm3 e = 3,66 cm3
 = 101,09 g e = 28,91 g
Calculos em anexo.
Caso soltássemos a roldana em um recipiente com mercúrio, cuja densidade é igual a 13,6g/cm3, a fração de seu volume que ficaria submerso no recipiente seria dada por:
Fy = 0
E = prol
 * g * Vsub = * g *VR
Vsub/ VR = / 
Vsub/ VR = 0,1638
O que corresponde a 16,39% de seu volume total. 
Podemos observar, também, outros meios de calcular o volume da roldana. Um deles consiste em verificar qual seria o volume do líquido deslocado ao mergulharmos totalmente a roldana. O volume da roldana seria igual ao volume do líquido deslocado. Isso poderia ser feito com a utilização de um Becker milimetrado.
Com o intuito de minimizar os erros sistemáticos inerentes às medidas dos pesos reais e aparentes da roldana, o ideal seria realizar a experiência no vácuo, onde eliminaríamos a força causada pelo ar. Sendo preciso, também, que na obtenção de cada peso, invertêssemos as posições da roldana e as massas padronizadas realizando em seguida um tratamento de dados.
Na tentativa de aprimorar este experimento, poderíamos ter utilizado outros líquidos além da água, bem como, ter utilizado, também, outros corpos de diferentes materiais, para que se fosse possível realizar mais comparações e estudos, enriquecendo, assim, tal experiência.