Relatório - Física II (Princípio de Arquimedes)

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FACULDADE ESTÁCIO 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA 
 
 
 
 
CRISTIANO ROQUE PEREIRA DA SILVA 
DANILO SOUZA DEIRÓ 
FABRÍCIO FREDERIC B. PINTO 
HUGO CARDOSO TEIXEIRA 
IRENILDA TRINDADE TITO 
LEON BORGES DA SILVA 
LUIS PAULO SILVA DE LIMA 
MARCELO RICARDO LEITÃO TRINDADE 
MARCOS DAVI MAIA DOS REIS 
MARIVALDO MENDES DE SOUZA 
PAULO VIEIRA SILVA NETO 
YURI AMORIM DOS SANTOS 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE FÍSICA II – AULA PRÁTICA II 
PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES 
 
 
 
 
 
 
 
 
Salvador – BA 
2016
 
SUMÁRIO 
1 INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 3 
2 OBJETIVOS ............................................................................................................. 4 
3 EQUIPAMENTOS UTILIZADOS .............................................................................. 4 
3.1 Dinamômetro ..................................................................................................... 4 
3.2 Béquer de 500 ml................................................................................................ 4 
3.3 Água ................................................................................................................... 5 
3.4 Óleo .................................................................................................................... 5 
3.5 Cilindro de acrílico .............................................................................................. 5 
3.6 Elevador .............................................................................................................. 5 
4 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS ................................................................... 5 
4.1 Corpo parcialmente e totalmente imerso em água ............................................. 6 
4.2 I Corpo parcialmente e totalmente imerso em óleo ............................................ 7 
5 CONCLUSÃO .......................................................................................................... 7 
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................ 9 
7 FONTES ................................................................................................................... 9 
 
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1 INTRODUÇÃO 
Se um corpo denso, mergulhado em água, é pesado em uma balança de mola, 
o peso aparente do corpo quando mergulhado (a leitura da escala) é menor do que o 
peso do corpo. Esta diferença existe porque a água exerce uma força para cima que 
equilibra parcialmente a força da gravidade. Esta força para cima é ainda mais evi-
dente quando mergulhamos uma rolha. Quando completamente imersa, a rolha sofre 
uma força para cima, da pressão da água, que é maior do que a força da gravidade, 
de modo que, ao ser liberada, ela acelera para a superfície. A força exercida por um 
fluido sobre um corpo total ou parcialmente imerso nele é chamada de força de em-
puxo. 
Arquimedes (287-212 a.C.) recebeu a incumbência de determinar, de forma 
não destrutiva, se uma coroa feita para o rei Hieron II era de ouro puro ou tinha sido 
adulterada com algum metal mais barato, como a prata. Para Arquimedes, o proble-
ma era determinar se a massa específica da coroa, de forma irregular, era a mesma 
do ouro. Conta-se que ele encontrou a solução ao mergulhar em uma banheira e 
imediatamente correu para casa, nu pelas ruas de Siracusa, gritando “Eureka” (“En-
contrei”), Este lampejo de compreensão precedeu as leis de Newton, que usamos 
para deduzir o princípio de Arquimedes, por cerca de 1900 anos. O que Arquimedes 
descobriu foi uma maneira simples e precisa de comparar a massa específica do 
ouro, usando uma balança. Ele colocou a balança acima de uma grande bacia, pen-
durou a coroa em um dos braços da balança e, no outro braço, pendurou uma pepita 
de ouro puro de mesma massa (Figura 1.1). Então, ele encheu a bacia de água - 
cobrindo a coroa e o ouro puro. A balança se inclinou, com a coroa se elevando (Fi-
gura 1.2) – indicando que o empuxo sobre a coroa era maior do que o empuxo sobre 
o ouro puro, porque o volume de água deslocado pela coroa era maior do que o des-
locado pelo ouro puro. A cora era menos densa que o ouro puro. 
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. Veja: 
E=md,.g (I) 
md=ρ.Vd (II) 
Onde md é a massa do líquido deslocado, Vd é o volume do líquido deslocado e 
corresponde ao volume da parte do corpo que está mergulhada, e ρ (letra grega “rô”) 
é a massa específica do líquido. Substituindo (II) em (I) temos a equação para se 
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calcular o empuxo: 
E=ρ.Vd.g 
O fluido deslocado é o volume do fluido que caberia dentro da parte imersa no 
fluido, estando ele totalmente ou parcialmente imerso, como mostra figura abaixo: 
 
Arquimedes formulou o seu princípio para a água, mas ele funciona para 
qualquer fluido, até mesmo para o ar. 
Quando um corpo mais denso que o líquido está totalmente imerso, 
percebemos que o seu peso é aparentemente menor do que no ar. Este peso 
aparente é a diferença entre o peso real e o empuxo. 
Paparente = Preal – E 
2 OBJETIVOS 
 Identificar através dos dados obtidos no laboratório e com base nos estudos 
teóricos feitos em sala de aula que a força de sustentação (empuxo) varia de líquido 
para líquido, por conta da sua massa específica. 
3 EQUIPAMENTOS UTILIZADOS 
 Para a obtenção dos dados e efetuar o cálculo para poder comprovar nossos 
estudos teóricos feitos em sala de aula utilizamos alguns equipamentos no laborató-
rio. Com auxílio destes aparelhos obtemos o peso real do objeto e o peso aparente 
para cada fluido a fim de obtermos o valor do empuxo. 
3.1 Dinamômetro 
O dinamômetro de 2N e precisão de 0,02N, depois de calibrado foi utilizado 
para medir o peso do corpo cilíndrico. 
3.2 Béquer de 500 ml 
 Foi utilizados dois béqueres preenchidos com os fluidos (água e óleo) e ano-
tamos a variação do volume quando o corpo cilíndrico foi imerso nos respectivos 
fluidos. 
 5 
3.3 Água 
 Fluido utilizado para estudo com massa específica de 998,2071 kg/m³ a uma 
temperatura de 20º C no laboratório. 
3.4 Óleo 
Fluido utilizado para estudo com massa específica de 850 kg/m³ a uma tem-
peratura de 20ºC no laboratório. 
3.5 Cilindro de acrílico 
 Objeto utilizado para o estudo teórico sobre o princípio de Arquimedes. 
3.6 Elevador 
 Utilizado para a elevação dos béqueres para aferir o empuxo dos fluidos. 
A figura abaixo mostra a esquematização do experimento com os materiais utiliza-
dos: 
 
 
4 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
Ao iniciarmos o experimento, primeiramente regulamos o dinamômetro para o 
ponto 0 (zero), seguidamente penduramos o cilindro no dinamômetro e anotamos 
seu peso, o béquer foi preenchido com água pura e o cilindro foi parcialmente sub-
merso e totalmente submerso anotando seu peso através do dinamômetro, foi feito o 
 6 
mesmo procedimento no segundo momento com béquer contendo óleo. 
Foi utilizada a fórmula da diferença entre o peso real e o empuxo com o corpo 
imerso parcialmente e totalmente nos dois fluidos (água e óleo), para calcular o valor 
do empuxo em ambos os casos e construir os seus gráficos. 
 
4.1 Corpo parcialmente e totalmente imerso em água 
Parcialmente: 
Imerso Parcialmente - Água 
Peso real 0,60 N 
Peso aparente 0,41 N 
Volume deslocado 15 ml 
Empuxo 0,19 N 
 
Paparente = Preal – E 
0,41 =0,60 – E 
E =0,60 – 0,41= 0,19 N 
Totalmente: 
Imerso Totalmente - Água 
Peso real 0,60 N 
Peso aparente 0,13 N 
Volume deslocado 50 ml 
Empuxo0,47 N 
 
Paparente = Preal – E 
0,13 =0,60 – E 
E =0,60 – 0,13= 0,47 N 
 
Gráfico: 
 
 
 
 7 
4.1 Corpo parcialmente e totalmente imerso em óleo
Parcialmente: 
Imerso Parcialmente - Óleo 
Peso real 0,60 N 
Peso aparente 0,42 N 
Volume deslocado 20 ml 
Empuxo 0,18 N 
 
Paparente = Preal – E 
0,42 =0,60 – E 
E =0,60 – 0,42= 0,18 N 
Totalmente: 
Imerso Totalmente - Óleo 
Peso real 0,60 N 
Peso aparente 0,23 N 
Volume deslocado 45 ml 
Empuxo 0,37 N 
 
Paparente = Preal – E 
0,23 =0,60 – E 
E =0,60 – 0,23= 0,37 N 
 
Gráfico: 
 
 
5 CONCLUSÃO 
O experimento realizado e com o Princípio de Arquimedes, quando um corpo 
está totalmente submerso em um fluido, uma força de empuxo exercida pelo líquido 
age sobre o sistema e essa força é direcionada para cima. Sendo assim, tem-se a 
impressão que o peso do conjunto submerso diminui, sendo que o corpo continua 
com o mesmo peso e o que diminui é o peso aparente do conjunto. Ficou notório 
 8 
também que tendo um corpo de massa x em soluções de densidades distintas o 
empuxo torna-se diferente, logo, a densidade influencia diretamente no empuxo e no 
peso aparente do objeto. 
 
 9 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 [1] Paul A. Tipler; Gene Mosca, “Física para cientistas e engenheiros, vol.1” pp. 439-
441, 6ª Edição, 2006. 
 
FONTES 
 http://www.infoescola.com/fisica/principio-de-arquimedes-empuxo/ ; 
 http://brasilescola.uol.com.br/fisica/empuxo.htm.