Prática 05

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Prática 5
 ESTÁTICA DOS FLUIDOS E A FORÇA DE EMPUXO 
Arnaldo Barbosa de Oliveira
Brenda Karolina
Eduardo Pracucio
Jorge Zahr
Mariane Tavares Fagundes
1.INTRODUÇÃO 
Princípio de Arquimedes: 
Um corpo sólido submerso em um fluido está sujeito a uma força de sustentação, chamada Força de Empuxo. Esta força, é diretamente proporcional à massa específica do fluido em que o corpo está submerso. O princípio citado apresenta várias aplicações. Uma delas é a medida de massa específica de líquidos, na qual pode ser realizada com uma balança, uma proveta graduada e um corpo sólido.
1. INTRODUÇÃO
 A balança mede a força de módulo F0 = Mog, quando o corpo sólido ainda não está submerso na proveta.
 
Após a imersão, o corpo exercerá sobre o líquido uma força de módulo igual a força de empuxo. Essa força será percebida pela balança, onde haverá diferenciação no peso do conjunto.
1. INTRODUÇÃO 
A força medida após a imersão do corpo é representada pela equação a seguir: 
 Mg = M0g + FE (1) 
A Força de Empuxo pode ser determinada na leitura da balança pela equação a seguir: 
 FE = ( M – M0 ) g (2) 
Substituindo os valores da massa pela massa específica e volume, pode-se calcular a força de empuxo, por meio do volume da porção líquida descolada pelo corpo sólido, com a equação a seguir: 
 FE = ρ (V – V0 ) g (3) 
Igualando as Equações 2 e 3, é possível determina o valor da massa específica do líquido, através dos coeficientes angulares, com a equação a seguir:
 (V – V0) = (𝑀 −𝑀𝑜) ρ (4)
2. Objetivo 
O objetivo da prática é determinar os valores de massa específica dos fluidos analisados, através de medidas de forças de empuxo exercida pelos fluidos em corpos sólidos de diferentes formatos. 
3.MATERIAIS E EQUIPAMENTOS
• Proveta 1 Litro
• Balança 
• Corpo cilíndrico de alumínio 
• Corpo esférico de alumínio 
• Água 
• Etanol (CH3OH)
4. METODOLOGIA
3.1 – Preencheu-se a proveta graduada de 1L com 500ml de água
 
3.2 – Posicionou-se a proveta, já preenchida, em cima da balança de modo que a proveta permaneça firme durante toda a prática
 
3.3 – Mergulhou-se o cilindro de aço na água de forma que a água
 na proveta variasse entre 500ml e 800ml, utilizando variações de 50ml em 6 diferentes pontos. Repetiu-se o procedimento 2 vezes. 
3.4 – Preencheu-se a proveta graduada de 1L com 500ml de álcool. E repetiu-se o procedimento anterior. 
3.5 – Para as medidas com o corpo esférico, a quantidade inicial do líquido foi 800 ml. Mediu-se 4 diferentes variações de volume (20 mL, 20 mL, 20 mL, 10 mL) e massa. Repetiu-se o procedimento 2 vezes.
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
CORPO CILÍNDRICO 
Líquido: ÁGUA
Massa inicial (Mo), proveta + líquido: 960 g
Volume inicial: 500 mL
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
CORPO CILÍNDRICO 
Líquido: Álcool 
Massa inicial (Mo), proveta + líquido: 885 g
Volume: 500 mL
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
CORPO ESFÉRICO
Líquido: Água
Massa inicial (Mo), proveta + líquido: 1255 g
Volume inicial: 800 mL
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
CORPO ESFÉRICO
Líquido: Álcool 
Massa inicial (Mo), proveta + líquido: 1120 g
Volume inicial (Vo): 800 mL
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Cálculo da massa específica média da água para o cilindro
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Cálculo da massa específica média do álcool para o cilindro
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Cálculo da massa específica média da água para a esfera
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Cálculo da massa específica média do álcool para a esfera
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
2-O empuxo não depende da densidade do corpo e da variação do volume do líquido. Este depende do volume do sólido, que permanece constante. Portanto, a massa específica não sofrerá alteração.
3-Ao diminuir o diâmetro de um corpo, não altera o empuxo já que este não depende da densidade do corpo que é imerso no fluido.
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
A medida que a peça vai submergindo no líquido a massa específica média juntamente com o volume do sistema aumentam.
Assim a densidade média aumenta linearmente. Já que as equações possuem o formato y = ax+b e os R² estão próximos a 1.
6. Conclusão
O experimento é confiável. Além das densidades obtidas próximas os reais. Os R² são aceitáveis, pois encontram-se próximos a 1, mantendo a linearidade das curvas nos gráficos apresentados.
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
• FOX, R. W.; PRITCHARD, P. J.; MC DONALD, A. T. Introdução à mecânica dos fluidos. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. 710 p. 
 • Roteiro de Física Experimental II. Experiência 2 – Empuxo, Universidade Federal do Rio de Janeiro. 
• WHITE, F. M. Mecânica dos fluidos. Porto Alegre: Editora McGraw Hill, 2011. 880 p.