Pratica 1 Principio de Arquimedes doc

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PRÁTICA 1: PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES E DENSIMETRIA 
 
NOME MATRÍCULA 
CURSO TURMA 
PROFESSOR DATA 
 
1.1 OBJETIVOS 
- Verificar experimentalmente o princípio de Arquimedes. 
- Determinar o empuxo. 
- Verificar a condição para que um sólido flutue em um líquido. 
- Reconhecer, experimentalmente, a dependência do empuxo em função do volume do 
líquido deslocado e da densidade do líquido. 
 
1.2 MATERIAL 
- Dinamômetro de 2 N; 
- Cilindro; 
- Seringa com prolongador; 
- Sal; 
- Paquímetro; 
- Água destilada; 
- Bequer; 
- Tripé Universal; 
- Mufa. 
 
1.3 FUNDAMENTOS 
Nesta prática estudaremos o conceito de massa específica ou densidade. Sendo m a massa 
de um corpo e V o seu volume, sua densidade, que representaremos pela letra grega ρ (rô), é 
definida pela relação: 
ρ = (Equação 1) 
 
Desta maneira, ρ representa a massa por unidade de volume do corpo. Quando um corpo 
tem grande densidade isto quer dizer que ele contém uma grande massa em um pequeno 
volume. Algumas vezes ouvimos as pessoas dizerem que o chumbo é mais pesado do que a 
água. A maneira correta de expressar esta ideia é dizer que o chumbo é mais denso do que a 
água; pois, considerando-se iguais volumes de água e de chumbo, o chumbo terá maior massa. 
Quando um corpo é total, ou parcialmente, imerso em um fluido (líquido ou gás) em 
equilíbrio, o fluido exerce pressão em todos os pontos da superfície do corpo que esteja em 
contato com ele. Como a pressão é maior nas partes imersas mais profundas, haverá uma força 
resultante verticalmente para cima, denominada empuxo. Arquimedes descobriu este fato 
experimentalmente muito antes de estabelecida as leis básicas da Mecânica e enunciou seu 
famoso princípio: “Todo corpo total ou parcialmente imerso em um fluido, sofre a ação de 
uma força vertical, dirigida para cima, de módulo igual ao peso do fluido deslocado”. 
 
 
 
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1.4 PROCEDIMENTOS 
 
PROCEDIMENTO 1: DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA (DENSIDADE). 
 
1.1 Meça na balança a massa do corpo cilíndrico. (m = __________kg). 
1.2 Usando o paquímetro, meça o diâmetro e altura do corpo cilíndrico e calcule o seu 
volume. 
Lembre-se que o volume do cilindro é calculado pela área da base circular (πD2)/4 
multiplicado pela sua altura. 
Altura (h) = ____________m Diâmetro (D) =______________m 
V= __________________m3 
1.3 Determine a densidade, relacionando a massa do corpo com o seu volume (Veja a 
equação 1) ρ = _____________kg/m3 
1.4 Determine o peso do cilindro utilizando g = 9,81m/s² 
 
Peso calculado (Pc) = ___________________N 
 
1.5 Pendure o corpo cilíndrico no dinamômetro calibrado e meça o seu peso. 
Peso medido ( PM ) = __________N 
 
1.6 Calcule o erro relativo entre o valor do peso medido com o dinamômetro e 
o valor do peso calculado usando g. 
 
 
 
 
1.7 Coloque 250 mL de água destilada no bequer, suspenda o cilindro no dinamômetro e, 
lentamente, afunde o corpo cilíndrico dentro da agua. Meça, no dinamômetro, o peso aparente 
do corpo. Pa = __________N. 
Atenção: “Não deixe o cilindro tocar no fundo do copo, pois irá prejudicar a leitura do dinamômetro” 
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1.8 Desenhe no esquema ao lado as forças atuantes sobre o corpo cilíndrico 
quando submerso na água lembrando que ele está sustentado pelo 
dinamômetro. 
1.9 Escreva as forças aplicadas sobre o corpo, obtendo a resultante nula, já que o corpo está 
em repouso. 
 
 
1.10 A partir destas medidas, qual o empuxo existente devido à imersão do corpo no fluido? 
Emedido =_____________N. 
1.11 Calcule o empuxo esperado usando o volume do corpo imerso e a densidade da água 
pura (aproximadamente 1000 kg/m3) 
Ecalculado =_____________N. 
Lembre: E = Vρg (Equação 2) 
onde: 
V = volume do líquido deslocado 
ρ = densidade do líquido 
g = aceleração gravitacional 
 
1.13 Calcule o erro relativo para o empuxo medido e o calculado. 
 
 
 
 
PROCEDIMENTO 2: RELAÇÃO DO EMPUXO COM O VOLUME DO LÍQUIDO 
DESLOCADO. 
 
2.1 Vamos acoplar o cilindro de Arquimedes, conforme a figura abaixo. 
 
2.2 Veja a marcação no dinamômetro e registre o peso do conjunto. 
Pconjunto=__________N. 
 
2.3 Introduza o cilindro (branco) na água até submergi-lo inteiramente. 
Anote a leitura do dinamômetro. ____________N 
 
2.4 Ainda com o cilindro submerso, retire um pouco da água do bequer, 
usando a seringa com prolongador, e coloque dentro do cilindro vazio até 
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encher. 
 
Atenção: O cilindro (branco) não pode tocar o fundo do bequer. Se necessário, ajuste a altura do 
conjunto. 
 
Observe a leitura do dinamômetro. _____________N 
 
2.5 Compare o valor de Pconjunto com a última leitura, quando preenchemos com líquido o 
cilindro vazio. É certo afirmarmos que o volume deslocado pelo cilindro, quando 
completamente submerso, é igual ao volume interno do cilindro transparente? Justifique sua 
resposta. 
 
 
 
 
PROCEDIMENTO 3: ENCONTRANDO A DENSIDADE DE UM LÍQUIDO ATRAVÉS 
DO EMPUXO. 
 
3.1 Adicione 20 g de sal a água do bequer (aguarde dissolver bem o sal mexendo a 
solução); 
3.2 No item 1.5 você já anotou o peso real do cilindro. Repita aqui:_______N. 
3.3 Lentamente afunde o corpo cilíndrico dentro da água salgada e leia, no dinamômetro, o 
peso aparente do corpo neste novo fluido. Pa =___________N 
Atenção: “Não deixe o cilindro tocar no fundo do bequer, pois irá prejudicar a leitura do 
dinamômetro” 
3.4 Relacionando o peso real e o peso aparente, calcule o empuxo. 
Empuxo = _________________N 
 
3.5 Conhecendo o empuxo da água salgada, podemos calcular a densidade desse líquido 
(veja equação 2). 
 
ρ = _____________kg/m3 
 
3.6 Conforme os valores obtidos no seu experimento, o empuxo é maior na água doce ou 
na água com sal? Justifique fazendo relação com as densidades dos líquidos.