Principio_de_Arquimedes (3)

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Princípio de Arquimedes 
T. C. Rodrigues*, E. C. Pereira, e M. Falcão 
Instituto Federal do Espírito Santo, campus Linhares, Linhares, ES, Brasil 
* e-mail:taynaracristiner@gmail.com 
 
Resumo. Com a realização do experimento pudemos averiguar o princípio de Arquimedes e observar como 
a força de empuxo age sobre os corpos de forma prática. Com os dados obtidos através das medições 
durante a prática, foi possível relaciona-los com a teoria, calculando a força peso, empuxo e verificar a 
diferença entre o peso real e o peso aparente dos objetos. Sendo aceitável prever alguns dos 
comportamentos de corpos imersos em fluidos. 
 
Palavras chave: força de empuxo, força peso, peso real, peso aparente. 
 
Introdução 
Todo corpo na superfície Terrestre está sujeito a uma 
força chamada peso (m.g), porém, ao ser inserido em um 
fluido, outra força denominada empuxo também atua 
sobre o corpo. 
Algumas lendas dizem que Arquimedes descobriu 
está força enquanto tomava banho em uma banheira, o 
princípio de Arquimedes diz o seguinte: ”Todo corpo 
imerso em um fluido sofre ação de uma força (empuxo) 
verticalmente para cima, cuja intensidade é igual ao 
peso do fluido deslocado pelo corpo”[1]. 
Para calcularmos o empuxo, podemos usar a 
seguinte formula: 
 Ew = dw*Vw*g; (1) 
Onde: 
 Ew = Empuxo (N); 
Dw = Densidade do fluido (Kg/m3); 
Vw = Volume deslocado do fluido (m3); 
g = Aceleração da gravidade (m/s2). 
 
Fig.1: Representação da força peso e da força de 
empuxo sobre um corpo de massa m. 
Procedimento Experimental 
Para a realização do experimento, foram utilizados 
os materiais listados na Tabela 1: 
 
 
 
 
 
 
Tabela 1: Materiais utilizados. 
Quantidade / Material 
01 Porta massas para pesos com 
ranhura 10 g 
04 Massas de cor preta, 10 g 
02 Massas de cor preta, 50 g 
01 Dinamômetro, 2N 
01 Béquer de plástico, 100 ml 
01 Proveta graduada, 50 ml 
01 Prato de balança plástico 
01 Placa de escala 
01 Alavanca 
01 Pino de suporte 
01 Kit de pesos de precisão 
01 Béquer de vidro, 250 ml 
01 balança universal, 3000 g 
 
 Inicialmente montamos uma balança universal 
(3000g). Em seguida, efetuamos a medida da massa do 
béquer de plástico vazio, com os pesos do kit, visto na 
Figura 1. 
 
 
 Fig.2: Medição da massa do béquer vazio. 
 
1ª Etapa: 
 Com o auxílio do dinamômetro, averiguamos a força 
peso (Fga) das massas de 50g, 100g e 150g fora da água. 
Os resultados podem ser encontrados na Tabela 2. 
 
 2ª Etapa: 
 Enchemos o béquer de vidro com água, colocamos o 
béquer plástico vazio embaixo do tubo de saída, para 
armazenar a água transbordante. Em seguida, 
mergulhamos o suporte com a massa 50g e 
determinamos com o dinamômetro a força peso dentro 
da água (Fgw), os procedimentos descritos foram 
repetidos para as massas de 100g e 150g, conforme 
Figura 2. Os valores aferidos encontram-se na tabela 2. 
 
 
Fig.3: Utilização do dinamômetro na determinação de 
Fgw. 
 
3ª Etapa: 
Na etapa anterior, após cessar o fluxo de água do 
béquer de vidro para o béquer de plástico utilizamos a 
balança para medir a massa de água transbordada (g). 
Medidas registradas na tabela 3. 
Resultados e Discussão 
A partir das aferições obtidas pelo dinamômetro, foi 
possível determinar a força peso fora da água (Fga) e 
dentro da água (Fgw), para as massas padrão de 50g, 
100g e 150g. Em virtude, do conceito de peso aparente, 
podemos dizer que o módulo da força de empuxo (Fb) é 
igual a diferença entre o peso do corpo e o peso aparente, 
equacionado por: 
 Fb = P – Pa , (2) 
 
Onde Pa e P representam, respectivamente, Peso 
aparente e peso real. Partindo desse conceito obtivemos 
a força de empuxo para as massas padrão, conforme a 
Tabela 2. 
 
Tabela 2: Força Peso e força de empuxo 
m (g) Fga (N) Fgw (N) Fb = Fga - Fgw 
(N) 
50 0,48 0,38 0,10 
100 0,97 0,80 017 
150 1,46 1,22 0,24 
 
. 
Segundo o princípio de Arquimedes, a força de empuxo 
é igual ao peso mwg do fluido deslocado pelo corpo. 
 Fw = mw * g (3) 
Calculamos a medida de massa deslocada, através da 
diferença: m1-m0 = mw. Considerando g = 9,81 m/s² 
determinamos Fw, conforme a Tabela 3. 
 . 
Tabela 3: Massa de água deslocada e força de empuxo 
m1 (g) mw = m1-m0 
(N) 
Fw (N) 
24 7 0,07 
34 17 0,17 
40 23 0,23 
 
Comparando-se os resultados obtidos para Fb com Fw, 
pode-se constatar que as duas maneiras levam a 
resultados próximos, logo, a força de empuxo pode ser 
determinada de duas maneiras. 
 Utilizando a equação 2, podemos observar que 
objetos submersos na água tem a sensação de serem 
mais leves, isto ocorre devido a força de empuxo ser em 
sentido oposto à força peso, desse modo, o peso aparente 
do corpo é menor que o peso real dele. 
 Uma das principais características do empuxo, é 
determinar se um corpo afunda ou flutua, neste caso, irá 
depender das massas específicas do fluido (ρf) e do 
corpo (ρc) inserido no fluido. 
 
Fig.4: ρc>ρf. Fig.5: ρf>ρc. Fig.6: ρf = ρc. 
 
Na figura 4, o corpo está afundando, pois, a densidade 
dele é maior que a do fluido que ele está submerso. Na 
figura 5, o corpo está subindo, pois, a densidade dele é 
menor que a do fluido e na figura 5, o corpo está 
flutuando devido sua massa específica ser igual à do 
fluido[2]. 
 
Conclusão 
Um corpo total ou parcialmente submerso em um 
fluido, sendo este líquido ou gasoso, sofre ação de uma 
força vertical para cima, a força de empuxo[3]. O 
presente estudo, objetivou confirmar a possibilidade de 
calcular a força de empuxo, por meio do princípio de 
Arquimedes e do conceito de peso aparente. 
Determinamos a força de empuxo pelo conceito de 
peso aparente, utilizando um dinamômetro para aferir o 
peso das massas padrão, dentro e fora d’água. Já para o 
princípio de Arquimedes, medimos o peso de água 
deslocada, por meio de uma balança universal. 
Por conseguinte, as comparações dos resultados 
confirmam as possibilidades, de acordo com as 
equações (2) e (3). 
 O estudo foi satisfatório, a maior discrepância entre 
os métodos, foi de 0.03 N para a massa padrão de 50g, 
este resultado é aceitável, visto que utilizamos 
instrumentos analógicos e erros de paralaxe são 
comuns para este método. 
Referências 
[1]https://www.infoescola.com/fisica/principio-de-
arquimedes-empuxo/. Acessado em 18/03/2019. 
[2]http://www.if.ufrgs.br/tex/fis01043/20022/Jefers
on/Arquimedes-1.htm. Acessado em 20/03/2019. 
[3] HALLIDAY ,David; RESNICK, Robert; 
JEARL, Walker. Fundamentos de Física. Vol. 2. 9 ed. 
Editora LTC, 2012.