Determinação do Peso aparente a partir do Empux

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Centro Universitário Augusto Motta
Engenharia Civil
Laboratório de Hidráulica
Gustavo Abrantes
Laboratório de Hidráulica
Determinação do Peso aparente a partir do Empuxo
Introdução:
Determinar a densidade de um material pela comparação entre seu
peso e o empuxo sobre ele, quando totalmente imerso em água, à
luz do princípio de Arquimede
" enunciado geral do princípio de Arquimedes diz o seguinte:
“Um corpo total ou parcialmente imerso em um fluido recebe
dele um empuxo igual e contrário à força peso da porção de fluido
deslocada, aplicado no centro de gravidade dessa porção.”
O empuxo possui direção vertical, sentido para cima, contrário
à força peso, e sua intensidade é calculada por meio da fórmula:
E⃗ =df∙Vfd∙g⃗
E é a força de empuxo, medida em Newton [N][N].
df é a densidade do fluido, medida em [kg/m3][kg/m3].
Vfd é o volume do fluido deslocado, medido em [m3][m3].
Podemos comparar a força de empuxo com a força peso:
Se a força empuxo (E) for maior que a força peso (P), o corpo
flutua.
Se a força empuxo (E) for igual a força peso (P), o corpo não
sobe nem desce; permanece no mesmo lugar.
Se a força empuxo (E) for menor que a força peso (P), o corpo
afunda.
Todo corpo mergulhado num fluido (liquido ou gás) sofre, por
parte do fluido, uma força vertical para cima, cuja intensidade é
igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo. Quando um corpo
mais denso que um liquido é totalmente imenso nesse liquido,
observamos que o valor do seu peso, dentro desse liquido, é
aparentemente menor do que no ar. A diferença entre o valor do
peso real e do peso aparente corresponde ao empuxo exercido pelo
liquido. Outro conceito importante para o estudo dos fluidos é o da
Densidade. Esta é uma grandeza física responsável pela medida da
concentração da massa de uma substância em um determinado
volume. Define se matematicamente como sendo a razão entre a
massa e o volume correspondente da substância analisada.
d =M/V
2- Parte Teórica: Este relatório apresenta os resultados
experimentais obtidos em laboratório para se determinar a
densidade, o empuxo e peso aparente de corpos diversos quando
imensos em um fluido. Os fluidos são líquidos que se deformam
continuamente quando submetidos a uma tensão de corte, e que
tem grande facilidade de se escoarem. Nesse experimento
aplicaremos conceitos de importantes estudiosos dos fluidos como
Pascal e Arquimedes.
3- Objetivos: Determinar a densidade dos materiais (sólidos)
analisados. Determinar experimentalmente a densidade de alguns
sólidos através do empuxo sofrido por ele ao ser submerso na
água. Mensurar o peso aparente dos referidos materiais.
4- Materiais Utilizados nos Experimentos:
-Backer
-Dinamômetro
- Régua
- Paquímetro
- Balança de precisão
- Diferentes corpos de prova
- água e glicerina
5- Procedimento Experimental:
1 O experimento usamos um Backer com glicerina, foi medido
com o dinamômetro a massa do corpo de prova e depois
mergulhando o mesmo na glicerina e analisando se houve
mudanças no nível do liquido usado no experimento
5.1 Resultado
1 Pesos do dinamômetro
Corpo de prova 1 – 0,55 [N]
Corpo de prova 2 – 0,75 [N]
Corpo de prova 3 – 0,5 [N]
CORPO
D(m) Hf- Hi
(m)
Vdesl
(m3)
Peso [N]
dinamômetr
o
Peso [N]
dinamômetr
o
Erro
relativo
Peso
real do
corpo
[N]
1 0,0565 0,002 5,01.1
0
0,55 0,062 -18,52% 0,675
2 0,0565 0,003 7,52.1
0
0,75 0,093 -20% 0,9
3 0,0565 0,001 2,51.1
0
0,5 0,031 -30% 0,65
Glicerina
5.2 Procedimento Experimental
2 O experimento usamos um Backer com Água, foi medido com o
dinamômetro a massa do corpo de prova e depois mergulhando o
mesmo na água e analisando se houve mudanças no nível do
liquido usado no experimento.
CORPO
D(m) Hf- Hi
(m)
Vdesl
(m3)
Peso [N]
dinamômetr
o
Peso [N]
dinamômetr
o
Erro
relativo
Peso
real do
corpo
[N]
1 0,055
6
0,004 9,71.1
0
0,57 0,12 -18,52% 0,675
2 0,055
6
0,004 9,71.1
0
0,77 0,12 -16,86% 0,9
3 0,055
6
0,003 7,28.1
0
0,52 0,9 -25% 0,65
6-Resultado
2 Pesos do dinamômetro
Corpo de prova 1 – 0,57 [N]
Corpo de prova 2 – 0,77 [N]
Corpo de prova 3 – 0,52 [N]
ÁGUA
7- Conclusão
Podemos observar que o corpo de prova ficou em repouso pela força que
atua sobre o objeto quando foi colocado totalmente nos fluidos, a força de
empuxo sobre um corpo tem magnitude igual ao peso do fluido que foi
deslocado devido á imersão do corpo. Quando um corpo ocupa espaço
dentro de um fluido existe essa força, chamado de empuxo. Essa força
depende do fluido que foi deslocado assim como a densidade do fluido e a
gravidade local. Ao colocar um corpo dentro do fluido é observado que
parecem se mais leves do que realmente são, isso acontece porque além do
peso temos o empuxo atuando. A diferença entre essas forças é conhecida
como peso aparente.
8-Referência Bibliográficas.
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/empuxo.htm. Acesso em 17 de novembro de
2022.