Relatório 5

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PRÁTICA 5
ESTÁTICA DOS FLUIDOS E A FORÇA 
DE EMPUXO 
ANA CAROLINA MAZI PIZZO
JULIANA BOTA
KELLEN LECHINOVSKI
MONISE FERNANDA MACIEL MELIN
OLIVIA DA SILVA ELIAS
1.INTRODUÇÃO
 Princípio de Arquimedes:
Um corpo sólido submerso em um fluido está sujeito a uma força de sustentação, 
chamada Força de Empuxo. Esta força, é diretamente proporcional à massa 
específica do fluido em que o corpo está submerso.
O princípio citado apresenta várias aplicações. Uma delas é a medida de massa 
específica de líquidos, na qual pode ser realizada com uma balança, uma proveta 
graduada e um corpo sólido.
1. INTRODUÇÃO
 A balança mede a força de módulo F0 = Mog, quando o corpo sólido ainda não
está submerso na proveta.
 Após a imersão, o corpo exercerá sobre o líquido uma força de módulo igual a
força de empuxo. Essa força será percebida pela balança, onde haverá
diferenciação no peso do conjunto.
1. INTRODUÇÃO
A força medida após a imersão do corpo é representada pela equação a seguir:
Mg = M0g + FE (1)
A Força de Empuxo pode ser determinada na leitura da balança pela equação a seguir:
FE = ( M – M0 ) g (2)
 Substituindo os valores da massa pela massa específica e volume, pode-se
calcular a força de empuxo, por meio do volume da porção líquida descolada pelo
corpo sólido, com a equação a seguir:
FE = ρ (V – V0 ) g (3)
 Igualando as Equações 2 e 3, é possível determina o valor da massa específica
do líquido, através dos coeficientes angulares, com a equação a seguir:
(V – V0) =
(𝑀 −𝑀𝑜)
ρ
(4)
3.MATERIAIS E EQUIPAMENTOS
• Proveta 1 Litro
• Balança
• Corpo cilíndrico de alumínio
• Corpo esférico de alumínio
• Água
• Etanol (CH3OH)
3. METODOLOGIA 
 3.1 – Preencheu-se a proveta graduada de 1L com 500ml de água
 3.2 – Posicionou-se a proveta, já preenchida, em cima da balança de modo
que a proveta permaneça firme durante toda a prática
 3.3 – Mergulhou-se o cilindro de aço na água de forma que a água na proveta
variasse entre 500ml e 800ml, utilizando variações de 50ml em 6 diferentes
pontos. Repetiu-se o procedimento 2 vezes
 3.4 – Preencheu-se a proveta graduada de 1L com 500ml de álcool. E repetiu-
se o procedimento anterior.
 3.5 – Para as medidas com o corpo esférico, a quantidade inicial do líquido foi
800 ml. Mediu-se 4 diferentes variações de volume (20 mL, 20 mL, 20 mL, 10
mL) e massa. Repetiu-se o procedimento 2 vezes.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
 Líquido: ÁGUA
 Massa inicial (Mo), proveta + líquido: 960 g
 Volume inicial: 500 mL
MEDIDA 1 MEDIDA 2
Massa 1 1005 g 1005 g
Volume 1 550 mL 550 mL
Massa 2 1055 g 1055 g
Volume 2 600 mL 600 mL
Massa 3 1105 g 1105 g
Volume 3 650 mL 650 mL
Massa 4 1155 g 1155 g
Volume 4 700 mL 700 mL
Massa 5 1205 g 1205 g
Volume 5 750 mL 750 mL
Massa 6 1255 g 1255 g 
Volume 6 800 mL 800 mL
CORPO CILÍNDRICO 
 Líquido: Álcool 
 Massa inicial (Mo), proveta + líquido: 885 g
 Volume: 500 mL
MEDIDA 1 MEDIDA 2
Massa 1 920 g 920 g
Volume 1 550 mL 550 mL
Massa 2 960 g 960 g
Volume 2 600 mL 600 mL
Massa 3 1000 g 1000 g
Volume 3 650 mL 650 mL
Massa 4 1040 g 1040 g
Volume 4 700 mL 700 mL
Massa 5 1080 g 1080 g
Volume 5 750 mL 750 mL
Massa 6 1120 g 1120 g
Volume 6 800 mL 800 mL
 Líquido: Água
 Massa inicial (Mo), proveta + líquido: 1255 g
 Volume inicial: 800 mL
MEDIDA 1 MEDIDA 2
Massa 1 1275 g 1275 g
Volume 1 820 mL 820 mL
Massa 2 1295 g 1155 g
Volume 2 840 mL 840 mL
Massa 3 1315 g 1315 g
Volume 3 860 mL 860 mL
Massa 4 1325 g 1325 g
Volume 4 870 mL 870 mL
CORPO ESFÉRICO
 Líquido: Álcool 
 Massa inicial (Mo), proveta + líquido: 1120 g
 Volume inicial (Vo): 800 mL
MEDIDA 1 MEDIDA 2
Massa 1 1140 g 1140 g
Volume 1 820 mL 820 mL
Massa 2 1155 g 1155 g
Volume 2 840 mL 840 mL
Massa 3 1170 g 1170 g
Volume 3 860 mL 860 mL
Massa 4 1175 g 1175 g
Volume 4 870 mL 870 mL
 Cálculo da massa específica média da água para o cilindro
Cilíndrico
Água (Mo) = 960 g
Volume (mL) Massa (g) M1 Massa (g) M2 Média
Densidade 
(g/mL)
50 45 45 45 0,9
100 95 95 95 0,95
150 145 145 145 0,966666667
200 195 195 195 0,975
250 245 245 245 0,98
300 295 295 295 0,983333333
 Cálculo da massa específica média do álcool para o cilindro
Cilíndrico
Álcool (Mo) = 885 g
Volume (mL) Massa (g) M1 Massa (g) M2 Média Densidade (g/mL)
50 35 35 35 0,7
100 75 75 75 0,75
150 115 115 115 0,766666667
200 155 155 155 0,775
250 195 195 195 0,78
300 235 235 235 0,783333333
 Cálculo da massa específica média da água para a esfera
Esférico
Água (mo): 1255 g
Volume (mL) Massa (g) M1 Massa (g) M2 Média Densidade (g/mL)
20 20 20 20 1
40 40 40 40 1
60 60 60 60 1
70 70 70 70 1
 Cálculo da massa específica média do álcool para a esfera
Esférico
Ácool (Mo) = 1120 g
Volume (mL) Massa (g) M1 Massa (g) M2 Média Densidade (g/mL)
20 20 20 20 1
40 35 35 35 0,875
60 50 50 50 0,833333333
70 55 55 55 0,785714286
(V-Vo) = (M-Mo) + 5
R² = 1
0
50
100
150
200
250
300
350
0 50 100 150 200 250 300 350
V
o
lu
m
e
 (
m
l)
Massa (g)
Densidade (Cilindro em água)
(V-Vo) = 1,25(M-Mo) + 6,25
R² = 1
0
50
100
150
200
250
300
350
0 50 100 150 200 250
V
o
lu
m
e
 (
m
l)
Massa (g)
Densidade (Cilindro em álcool)
(V-Vo) = 17(M-Mo) + 5
R² = 0,9797
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5
V
o
lu
m
e
 (
m
l)
Massa (g)
Densidade (Esfera em água)
(V-Vo) = 1,4(M-Mo) - 8,5
R² = 0,9966
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 10 20 30 40 50 60
V
o
lu
m
e
 (
m
l)
Massa (g)
Densidade (Esfera em álcool)
2- O empuxo não depende da densidade do corpo e da variação do volume do 
líquido. Este depende do volume do sólido, que permanece constante. Portanto, 
a massa específica não sofrerá alteração.
3- Ao diminuir o diâmetro de um corpo, não altera o empuxo já que este não 
depende da densidade do corpo que é imerso no fluido.
5. DISCUSSÕES
 A medida que a peça vai submergindo no líquido a massa específica média 
juntamente com o volume do sistema aumentam.
 Assim a densidade média aumenta linearmente. Já que as equações possuem 
o formato y = ax +b e os R² estão próximos a 1.
6. CONCLUSÃO
• O experimento é confiável. Além das densidades obtidas próximas as reais. Os
R² são aceitáveis, pois encontram-se próximos a 1, mantendo a linearidade
das curvas nos gráficos apresentados.
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
 FOX, R. W.; PRITCHARD, P. J.; MC DONALD, A. T. Introdução à mecânica dos 
fluidos. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. 710 p.
 Roteiro de Física Experimental II. Experiência 2 – Empuxo, Universidade 
Federal do Rio de Janeiro. 
 WHITE, F. M. Mecânica dos fluidos. Porto Alegre: Editora McGraw Hill, 2011. 
880 p.