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Empuxo Nome: Davi Ricardo Germano Martins Nome: Yverson Andrade Gonçalves de Souza Nome: Felipe Alves Bernardo Turma: 3122 INTRODUÇÃO: A força resultante que permite que um corpo se sustente verticalmente, quando o mesmo está submerso é chamada de empuxo foi descoberta por Arquimedes. Quando o objeto vai sendo submergindo, o líquido começa a atuarem todas as direções do corpo, logo a pressão vai aumentando, assim a força que atua na parte inferior do objeto sobressai em relação a força que atua na parte superior. Assim é definido o empuxo, que é comparado com o peso do corpo. Um outro ponto que devemos analisar em relação aos fluídos, é que sua densidade, pode ser medida comparando a pressão e a profundidade do líquido estudado. Figura 1 Princípio de Arquimedes. OBJETIVOS: O experimento realizado teve como meta a angariação de dados e observação da reação do empuxo frente a diferentes níveis de água e materiais de densidades diferentes. Este relatório tem como objetivo processar os dados obtidos através da realização do experimento e então verificar matematicamente a ação realizada e discuti-la. TEORIA: Princípio de Arquimedes: Foi o filósofo, matemático, físico, engenheiro, inventor e astrônomo grego Arquimedes (287a.C. - 212a.C.) quem descobriu como calcular o empuxo. Arquimedes descobriu que todo o corpo imerso em um fluido em equilíbrio, dentro de um campo gravitacional, fica sob a ação de uma força vertical, com sentido oposto à este campo, aplicada pelo fluido, cuja intensidade é igual a intensidade do Peso do fluido que é ocupado pelo corpo. Assim: Onde: = Empuxo (N) = Densidade do fluido (kg/m³) = Volume do fluido deslocado (m³) g = Aceleração da gravidade (m/s²) Peso Aparente = Conhecendo o princípio de Arquimedes podemos estabelecer o conceito de peso aparente, que é o responsável, no exemplo dado da piscina, por nos sentirmos mais leves ao submergir. Peso aparente é o peso efetivo, ou seja, aquele que realmente sentimos. No caso de um fluido: MATERIAL UTILIZADO: Um dinamómetro Um béquer Água Sal Álcool Cilindro de Pascoal Conjunto de Aréter PROCEDIMENTO PRÁTICO: Prender o dinamômetro ao suporte e fazer a calibração; Medir o peso da peça com o auxílio do dinamômetro (tomar nota); Colocar água no Becker (medir o volume e a massa da água, calcular a densidade da mesma e tomar nota); Colocar o Becker (com água) sobre o elevador e introduzir o cilindro no fluído (mantendo-o pendurado no dinamômetro); Fazer a leitura do dinamômetro e da profundidade da porção do cilindro imersa, em mm (tomar nota); Variar a profundidade do cilindro imersa com o auxílio do parafuso de regulagem (medir novamente o peso aparente e a profundidade imersa); DADOS: Peso aparente = Pap Pap (N) (Água) Pap (N) (Água + Sal) Pap (N) Álcool 0,16 0,08 0,18 Pcilindro = 0,6 N g = 10 m /s² Rcilindro = 1,4 x 10^-2 m Hcilindro = 7 x 10^-2 m CÁLCULOS: Pap = P – E E = Pc – Pap E (N) (Água) E (N) (Água + Sal) E (N) Álcool 0,6 – 0,16 = 0,44 0,6 – 0,08 = 0,52 0,6 – 0,18 = 0,42 E = d*g*v; onde: d = densidade da água v = volume de fluído deslocado v = volume do cilindro v = Ab x h = πr² x h Cálculo do volume: V = 3,14 x (1,4 x 10^-2)² x 7 x 10^-2 V = 3,14 x 1,96 x 10^-4 x 7 x 10^-2 V = 43,08 x 10^-6 g x v = 10 x 43,08 x 10^-6 g x v = 43,08 x 10^-5 Cálculo das densidades: d = E/gv dágua = 0,44/43,08 x 10^-5 dágua = 0,0102134 x 10^-5 dágua = 1.021,34 kg/m³ da+s = 0,52/43,08 x 10^-5 da+s = 0,01207 da+s = 1.207 kg/m³ dálcool = 0,42/43,08 x 10^-5 dálcool = 0,0097491 x 10^-5 dálcool = 974,91 d (kg/m³) (Água) d (kg/m³) (Água + Sal) d (kg/m³) (Álcool) 1.021,34 1.207 974,91 CONCLUSÃO: 1º verificar se: Ea+s > Eágua > Eálcool da+s > dágua > dálcool O empuxo é proporcional a densidade? Verificamos que o empuxo da água + sal é maior que os outros fluídos citados acima e o empuxo é proporcional a densidade 2º comparar as densidades práticas com as teóricas para a água e o álcool. Ao compararmos as densidades práticas com as teóricas da água e do álcool no experimento aplicado em sala de aula, concluímos que a densidade da água é maior que a densidade do álcool, conforme dados acima.
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