Relatorio de empuxo 2015

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Relatório de Física Experimental II
2ª Experiência:
EMPUXO
TURMA 3150 – CCE0478
Integrantes
Data da experiência (26/08/2015)
Introdução
Princípio de Arquimedes: Todo corpo mergulhado em um fluido sofre a ação de um empuxo vertical, para cima, igual ao peso do líquido deslocado. O empuxo é a existência da ação de várias forças sobre um corpo mergulhado em um determinado líquido. Cada força tem um módulo diferente, e a resultante delas não é nula. A resultante de todas essas forças está dirigida para cima e é exatamente esta resultante que representa a ação do empuxo sobre o corpo. Para se calcular a intensidade da ação do empuxo existe uma pequena relação entre o empuxo e a densidade do líquido no qual o corpo está emerso.
Temos a equação para se calcular o empuxo:
IEI= ρ. g. v				
Onde ρ é a massa específica, g é a aceleração da gravidade e v é o volume de fluido deslocado. A densidade é uma grandeza que expressa a razão entre a massa de um material e o volume por ele ocupado. Pensamos em densidade quando comparamos dois corpos formados por materiais diferentes, mas com um mesmo volume. Quando dizemos que um deles é mais pesado que o outro, na verdade estamos nos referindo a sua densidade. A afirmação correta seria dizer que um corpo é mais denso que o outro.
Logo:
Pap.= P-E
E = P – Pap.
Pap. = Peso aparente
Objetivo
A experiência tem como objetivo identificar através de uma experiência realizada em laboratório de física o empuxo. Como uma aparente diminuição da força peso de um corpo submerso em um becker contendo três tipos de fluídos, um contendo água, outro contendo álcool e outro contendo água e sal. Com um objetivo de 
identificar o empuxo como uma aparente diminuição da força peso de um corpo submerso em três tipos de fluídos, já citados acima, reconhecer a veracidade da afirmação: “Todo corpo mergulhado em um fluido fica submetido à ação de uma força vertical orientada de baixo para cima, denominada empuxo, de módulo igual ao peso do volume do fluido deslocado. ”Reconhecer a dependência do empuxo em relação à densidade do liquido deslocado.
Teoria
Considere um objeto de forma cilíndrica, imerso no interior de um recipiente contendo água. Sabemos que a pressão aumenta quando aumenta a profundidade, portanto a resultante das forças exercida pela água na parte inferior (F2) do cilindro é maior que a resultante das forças exercida pela água na parte superior (F1) do cilindro e as forças laterais se anulam. A resultante das forças F1 e F2 vai ser a diferença entre estas duas forças atuando na vertical, de baixo para cima, que é denominada empuxo (E). Além destas forças, tem-se também a força peso do cilindro, p, e a força indicada no dinamômetro, pa, quando o cilindro está imerso no líquido (fig. 4.1). Vamos demonstrar o princípio de Arquimedes cujo enunciado é: “Quando um corpo é imerso em um líquido, ele sofre uma força de baixo para cima, denominada empuxo, E, que é igual ao peso do líquido deslocado”. 
Expressão: 
E = pL = ρL VL g (4.1)
Figura 4.1 – Forças que atuam em um corpo imerso em um fluido 
Como o cilindro está em equilíbrio no interior do líquido, a resultante das forças que atuam sobre ele é nula, obtendo: 
E = F2 - F1 = P- Pap (4.2)
Substituindo o cilindro imerso por igual volume de água, as forças que atuam sobre este fluido contido neste volume vão ser a mesmas que atuavam sobre o cilindro imerso; portanto o empuxo vai ser igual ao peso do volume do líquido deslocado que é o princípio de Arquimedes. Observe na figura 4.3 o que acontece com o corpo quando o empuxo é igual, maior ou menor que o peso do cilindro.
 
Figura 4.2 – Situação semelhante à da fig. 4.1, sendo substituído o cilindro imerso por um volume igual de líquido. 
 
Figura 4.3 – Variação da posição do cilindro no interior do líquido quando o empuxo.
Obs.: Se o fluido for homogêneo 
Material Utilizado
Mesa suporte Arete
Dinamômetro de 2N
Cilindro 
Becker
Água
Sal
Álcool
Procedimentos Práticos
Primeiro foi feita a pesagem do cilindro no dinamômetro, depois mergulhado o mesmo cilindro nos respectivos Beckers contendo três fluidos sem que o cilindro toque ao fundo ou na lateral do Becker, o cilindro ficou totalmente submerso e mais uma vez foi aferido seus respectivos pesos no dinamômetro. Foi mergulhado em três tipos de fluídos diferentes, primeiro mergulhado o cilindro no Becker contendo água, depois mergulhado no Becker contendo água e sal e por fim mergulhado no último Becker contendo álcool, foram anotados todos os valores. Foi encontrado o valor P = 0,6N, quando submerso na água P = 0,18, na água e sal P = 0,12 e no álcool P = 0,2, que dá a ideia de aparente diminuição ocorrida no peso, ao submergir o cilindro nos três diferentes tipos de fluidos. Essa aparente diminuição no peso do conjunto ocorre devido à força denominada Empuxo, que possui sentido contrário à força Peso. Observamos que o cilindro, ao submergir, deslocou um volume de água igual ao volume que foi submerso anteriormente. Logo, o volume dentro do cilindro é igual ao volume deslocado pelo cilindro submerso.
Dados
	Fluídos
	P (N)
	Pap (N)
	E (N)
	Álcool
	0,6 N
	0,20 N
	0,40 N
	Água + Sal
	0,6 N
	0,18 N
	0,42 N
	Água
	0,6 N
	0,12 N
	0,48 N
Onde:
P
Cálculo
Conclusão
Concluído então, através dessa experiência, foi validado o conceito de empuxo( quanto maior a densidade maior e o empuxo), que tem importante implicação no princípio de Arquimedes e da variação nos valores encontrados do empuxo, que depende da densidade dos fluídos utilizados.