RELATÓRIO 2 PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS – UFAM 
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS - ICE 
 
GRUPO B 
ANA MARA OLIVEIRA DA SILVA – 21600969 
ALINE SAMARA LIMA DE JESUS - 21853110 
 
 
 
 
 
2° EXPERIMENTO 
PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES E DENSIDADE DOS LÍQUIDOS E SÓLIDOS 
 
 
 
 
 
Relatório solicitado pelo Professor 
Eduardo Adriano Cotta para obtenção de 
nota parcial na disciplina Laboratório de 
Física II, turma MA01. 
 
 
 
MANAUS-AM 
2022 
1 Objetivo 
Verificar experimentalmente o Princípio de Arquimedes e determinar a densidade de 
sólidos e líquidos. 
 
2 Introdução 
“Todo corpo, total ou parcialmente mergulhado num fluido, sofre a ação de uma força 
vertical dirigida para cima, de intensidade igual ao peso do fluido deslocado pelo 
corpo”. Esta força é chamada de Empuxo, →E . Portanto, a intensidade do empuxo é 
 
E = ρfVf g 
 
onde ρf e Vf são a densidade e o volume do fluido deslocado, respectivamente, e g a 
aceleração da gravidade. O volume do fluido deslocado é igual ao volume do corpo 
submerso. A intensidade do empuxo pode também ser obtida pela diferença entre o 
peso real do objeto, Pr, e seu peso aparente (peso quando imerso em um líquido), 
Pap. 
 
E = Pr − Pap. 
 
A densidade corpo imerso, ρc, relativa a densidade do líquido pode ser obtida pela 
seguinte expressão: 
 
 
 
De acordo com Joab Silas para o Mundo Educação, quando determinado 
não maciço é depositado sobre um fluído, o seu peso atua na vertical para baixo. 
À medida que o objeto desce, a quantidade de fluído deslocado aumenta e o 
empuxo também aumenta. No momento em que o empuxo se tornar igual à força 
peso, o objeto permanecerá em um estado de equilíbrio estático e flutuará na 
superfície do líquido. 
O princípio de Arquimedes afirma que: quando um corpo está parcial ou 
completamente imerso em um fluido, este exerce sobre o corpo uma força de baixo 
para cima igual ao peso do volume do fluído deslocado pelo corpo. Essa força 
citada por Arquimedes é chamada de empuxo. O empuxo é um fenômeno familiar: 
um corpo imerso na água parece possuir um peso menor do que no ar. Quando o 
corpo possui densidade menor que a do fluído, ele flutua. O corpo humano pode 
flutuar na água e um balão cheio de hélio flutua no ar. 
Portanto, num corpo que se encontra imerso em um fluido, agem duas 
forças: a força peso (P), devida à interação com o campo gravitacional terrestre, e 
a força de empuxo (E), devida à sua interação com o fluído. 
Quando um corpo está imerso, podemos ter as seguintes condições: 
 
 1- Se um objeto é mais denso que o fluído onde é imerso, ele afundará. 
 2- Se um objeto é menos denso do que o fluído onde é imerso, ele flutuará. 
3- Se um objeto tem a mesma densidade do fluído em que é imerso, nem 
afundará e nem flutuará. 
Para saber qual das três situações irá ocorrer, devemos enunciar o princípio de 
Arquimedes: 
“Todo corpo mergulhado num fluido (líquido ou gás) sofre, por parte do fluido, uma 
força vertical para cima, cuja intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo 
corpo.” 
 
3 Material necessário 
- 01 Recipiente com abertura lateral (balão de kitasato) 
- 01 Proveta graduada 
- 01 Dinamômetro graduado em Newton 
- 01 Cilindro de ferro 
- 01 Barra de ferro 
- 01 Barra de alumínio 
- 01 haste metálica 
- 01 copo de plástico 
- 01 Béquer 250 ml 
- Água 
- Presilhas e ganchos 
- Balança mecânica 
 
 4 Procedimento Experimental 
O procedimento experimental foi realizado no laboratório de Ondas e Calor, no 
Departamento de Física da Universidade Federal do Amazonas. 
No momento do procedimento o prédio do Laboratório estava sem energia 
elétrica, porém demos continuidade ao experimento, uma vez que a falta de energia 
elétrica não afetaria a execução do experimento, exceto pela utilização de uma 
balança mecânica ao invés da digital e da não garantia de uma condição ambiental 
favorável, pois a temperatura ambiente possivelmente estava acima de 25°C. 
O experimento denominado Princípio de Arquimedes consiste na observação 
da força de empuxo de um corpo, totalmente imerso ou parcialmente imerso em um 
líquido qualquer, que é relativo ao peso da porção de líquido deslocado pelo corpo. 
Para a execução do experimento utilizamos um dinamômetro para pesar os 
materiais. A escala do dinamômetro é em Newton e o menor valor escalar é de 0,01N, 
esse valor será necessário para estimar os erros de medição, considerando a metade 
da menor medida do instrumento. Com o dinamômetro aferimos e registramos os 
pesos reais dos seguintes materiais: um cilindro de ferro, uma barra de ferro e uma 
barra de alumínio. O peso real foi obtido apenas fixando, um por um, dos materiais 
ao dinamômetro, anotamos os pesos ao perceber uma condição estática do objeto 
suspenso. Em seguida, colocamos água em um kitassato com saída lateral até a 
iminência de derramar água pela lateral, e utilizamos um Becker de 250mL para a 
posterior coleta do líquido que transbordaria no início do procedimento. 
Procedemos com a anotação do peso aparente, primeiramente para o cilindro 
de ferro. Para isso, fixamos o cilindro de ferro ao dinamômetro mergulhando-o no 
kitassato com água até a total submersão, registramos o peso marcado pelo 
dinamômetro, e recolhemos a água que transbordou no Becker de 250mL. Fizemos 
a pesagem do Becker, em balança mecânica, antes de coletar a água que 
transbordou, para verificar o peso do líquido deslocado pela diferença da massa do 
Becker. 
Em uma proveta graduada de 100mL, colocamos 70mL de água e 
mergulhamos o cilindro de ferro, que estava preso ao dinamômetro, ajustando a haste 
metálica até que o volume de água fosse deslocado de 2 em 2 mL até 12mL no total, 
e registramos o peso marcado no dinamômetro (peso aparente) na casa de 72mL, 
74mL, 76mL, 78mL, 80mL e 82mL. Repetimos esse procedimento utilizando a barra 
de ferro e de alumínio. 
 
 
 5 Resultados 
Quadro 01: Resultados de massas real dos materiais utilizados 
Objeto Peso real 
Cilindro de ferro 0,93 N 
barra de ferro 0,90 N 
barra de alumínio 0,33 N 
béquer de 250ml 100,072g 
 
Quadro 02: Resultados do peso aparente dos materiais utilizados 
Objeto Peso aparente 
Cilindro de ferro 0,79 N 
barra de ferro 0,78 N 
barra de alumínio 0,19 N 
Quadro 03: Medidas obtidas após deslocamentos entre 2ml a 12ml 
Medidas na proveta 
Deslocamento Barra de ferro Barra de alumínio 
2ml 0,89 0,29 
4ml 0,86 0,27 
6ml 0,84 0,24 
8ml 0,82 0,22 
10ml 0,80 0,21 
12ml 0,78 0,20 
 
O empuxo sofrido pelo êmbolo de Arquimedes submerso na água 50% e 100% foi 
calculado da seguinte forma: 
E = P do corpo 
 
Comparando o valor obtido de 50% submerso com o módulo do empuxo 
encontrado quando o êmbolo estava completamente submerso (100%), fica 
evidente que houve uma certa diferença de 0,2 N. Isso ocorre porque, à medida 
que é adicionado água a pressão e a altura da coluna de água aumentam de 
acordo com a fórmula: 
 
P = ρ.g.h 
 
e a densidade (massa específica) irá aumentar 
proporcionalmente e, consequentemente o empuxo aumentará de acordo com 
a fórmula: 
 
E = ρ.V .g 
 
O empuxo sofrido pelo cilindro de aço completamente submerso na água foi 
calculado da seguinte forma: 
E = P do corpo − P aparente 
 
E = 0, 33 − 0, 19 = 0, 14N 
 
6 Conclusão 
O experimento realizado e com o Princípio de Arquimedes, quando um corpo está 
totalmente submerso em um fluido, uma força de empuxo exercida pelo líquido 
age sobre o sistema e essa força é direcionada para cima. Sendo assim, tem-se 
a impressão que o peso do conjunto submerso diminui, sendo que o corpo 
continua com o mesmo peso e o que diminui é o peso aparente do conjunto. Ficou 
notório também que tendo um corpo de massa x em soluções de densidades 
distintas o empuxo torna-se diferente, logo, a densidade influenciadiretamente no 
empuxo e no peso aparente do objeto. 
 
7 Questões 
1. Há algumas relações entre redução de peso dos objetos quando imerso num 
determinado líquido e peso do volume deste que transbordou? Explique. 
R: Sim, o empuxo. 
2. O empuxo exercido sobre um corpo depende da sua forma geométrica? Do peso 
do corpo submerso? Do líquido? Do tipo de material do corpo imerso? Explique. 
R: Sim 
3. Compare seus resultados para a densidade do ferro e do alumínio com os 
tabelados na literatura. Expresse sua resposta utilizando o erro relativo entre os 
valores obtidos e tabulados. 
R: Comparando os valores da densidade obtidos experimentalmente com os valores 
teóricos ( p teórico do aço = 8358,9 kg/m e p teórico do alumínio = 2612,1 kg/m) 
percebe-se que houve uma diferença devido a incerteza da procedência do material 
utilizado. 
 
 
8 Referências bibliográficas 
HALLIDAY, RESNICK, & WALTER. Física 2. 6ª edição. São Paulo: 2004 
SILAS, Joab. Mundo Educação: Empuxo. Disponível em 
https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/empuxo.htm Acesso em: 13/07/2022. 
 YOUNG, Hugh. Física II: Termodinâmica e Ondas. 10ª ed. São Paulo: São 
Paulo,2007. 
 
 
 
 
https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/empuxo.htm
https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/empuxo.htm
https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/empuxo.htm