Relatório Empuxo - Física Experimental II

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Higor Nascimento Carracena
Código CCE0848 turma 1035
Engenharia Civil
Universidade Estácio de Sá, Niterói RJ
Número de matrícula: 201502061351
higorcarracena@hotmail.com
Professor: Publio; Física experimental II
1. RESUMO
Neste relatório mostrarei princípios e conceitos do fenômeno de empuxo (princípios de Arquimedes).
	
Realizei o experimento com auxílio do professor e colegas de classe, para entender melhor o que nós aprendemos dentro da sala de aula. 
2. INTRODUÇÃO
Ao entrarmos em uma piscina, nos sentimos mais leves do que quando estamos fora dela.
Isto acontece devido a uma força vertical para cima exercida pela água a qual chamamos Empuxo, e a representamos por .
O Empuxo representa a força resultante exercida pelo fluido sobre um corpo. Como tem sentido oposto à força Peso, causa o efeito de leveza no caso da piscina.
A unidade de medida do Empuxo no SI é o Newton (N).
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Empuxo é uma força hidrostática resultante exercida por um fluido em condições hidrostáticas sobre um corpo que nele esteja imerso. A impulsão existe por conta da diferença de pressão hidrostática do corpo, visto que esta é proporcional à massa específica do fluido, à aceleração da gravidade, e à altura de profundidade. Um corpo total ou parcialmente imerso em um fluido sofre um empuxo que é igual ao peso do volume do fluido deslocado pelo corpo. Assim, um corpo imerso na água torna-se mais leve devido a uma força, exercida pelo líquido sobre o corpo, vertical e para cima, que alivia o peso do corpo. Quando um corpo está totalmente imerso em um líquido qualquer, podemos ter as seguintes condições:
• Caso ele permaneça parado no ponto em que foi colocado, a intensidade da força de impulsão é igual a intensidade da força peso;
• Caso ele afunde, a intensidade da força de impulsão é menor que a intensidade da força peso; 
•Se ele for levado para a superfície, a intensidade da força de impulsão é maior do que a intensidade da força peso.
A importância no estudo deste tipo de força está justamente no entendimento da flutuação de corpos em fluidos, como por exemplo no movimento de barcos e outros. 
Já sabendo as fundamentações podemos calcular o empuxo diante da equação abaixo:
Pa = P – E 
E = P – Pa
P = Peso do corpo; E = Empuxo; Pa = Peso aparente.
Todo corpo mergulhado num fluido (líquido ou gás) sofre, por parte do fluido, uma força vertical para cima, cuja intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo.
Seja Vf o volume de fluido deslocado pelo corpo. Então a massa do fluido deslocado é dada por:
mf = dfVf
A intensidade do empuxo é igual à do peso dessa massa deslocada:
E = mfg = dfVfg
Para corpos totalmente imersos, o volume de fluido deslocado é igual ao próprio volume do corpo. Neste caso, a intensidade do peso do corpo e do empuxo são dadas por:
P = dcVcg e E = dfVcg
4. DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO
O tarugo foi medido com uma régua, sua altura e o seu raio de circunferência, e em seguida a massa foi pesada na balança analítica e encontramos cerca de 52,88g. Foi calculado o volume do tarugo. Feito isso, calibrou-se o dinamômetro. Pendurou-se um Tarugo no dinamômetro assim medimos o quanto de força ele exercia, depois de ser realizado o procedimento nós repetimos a ação só que agora com o Tarugo submergindo em um Bécher com 300ml e foi possível observar a força que o Tarugo exercia sobre o dinamômetro estando imerso e foi possível observar o deslocamento da água causado pelo tarugo.
Fig 1. Resumo do que foi feito no laboratório.
Medidas encontradas:
	
	Raio
	Volume
	Altura
	Massa
	Peso Real
	Peso Aparente
	Volume Deslocado
	Tarugo
	1,35cm
	40,65cm³
	7,1cm
	52,88g
	0,52N
	0,1N
	50ml
Para a realização de tal experimento, utilizamos:
Tripé
Balança Analítica
Tarugo
Régua de 30cm
Bécher 400ml
Dinamômetro
Volume do Tarugo:
V = π r² h 
Para: 
 V = Volume do cilindro, r = Raio da circunferência do cilindro, h = Altura do cilindro.
 
Logo: 
V = π(1,35cm)²7,1cm 
V = 40,65cm³
Empuxo
 
Pa = Pr – E
Para:
Pa = Peso Aparente, Pr = Peso Real, E = Empuxo
Logo:
0,1 = 0,52 – E
E = 0,52 = 0,1
E = 0,42N
Densidade do tarugo:
 
D = m/v' 
 
Para: 
D = Densidade, m = Massa do Tarugo, v' = Volume deslocado 
 
Logo: 
D = 52,88g/50cm³ 
D = 1,0576 
Portanto, D é mais ou menos igual à 1,06g/cm³. 
5. CONCLUSÃO
Através deste experimento foi possível provar que a força do Empuxo interfere na aparente diminuição da força peso de um corpo submerso num líquido. Cuja a intensidade desta força é igual ao peso do volume do fluido deslocado pelo corpo.
6. APLICAÇÃO NA ENGENHARIA
Um navio é capaz de flutuar por causa da força vertical de empuxo dirigida para cima, essa força é resultado da diferença de pressão da força exercida pelo fluído, a água neste caso, sobre objeto, o navio, pela pressão da gravidade.
O navio colocado na água, o fluído exerce um campo de pressão em torno do navio, que é a reação do fluído a presença do corpo em seu interior e em cima há a pressão atmosférica. A diferença de pressão no fundo exercida pelo fluído e em cima, a pressão atmosférica, vai gerar o empuxo.
O casco do navio é feito com um material fino, gerando um grande volume que permite gerar um empuxo grande e sustentar todo o peso da embarcação. O empuxo é correspondente ao peso da água que o volume da embarcação desloca.
6. REFERÊNCIAS
https://pt.wikipedia.org/wiki/Impuls%C3%A3o
Física vol 1- Tipler P.A. CAP. 13;
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/EstaticaeHidrostatica/empuxo.php
4. http://www.fisica.net/hidrostatica/principio_de_arquimedes_empuxo.php
5. http://fenomenosdaengenharia.blogspot.com.br/2014/11/os-fluidos-estao-por-toda-parteseja-no_9.html
Física Teórica e Experimental II
Atividade Experimental II
Empuxo
Aluno: Higor Nascimento Carracena
Matrícula: 201502061351
Turma: 1035
Professor: Publio