Roteiro Empuxo

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CURSO DE LICENCIATURA EM FÍSICA
PROJETOS DE ENSINO EM FLUIDOS E TERMODINÂMICA
PROF. DR. AWDRY FEISSER MIQUELIN
05AGO. 2013
CAMILA AGUIAR
LIGIA ESTEVES MARIA
MARIA LUCIA CAMARGO LINHARES
ROTEIRO ATIVIDADE EXPERIMENTAL – EMPUXO
OBJETIVO: Determinar o valor do empuxo na glicerina em dois corpos distintos.
MATERIAL UTILIZADO: Dinamômetro, Becker com respiro, Becker auxiliar, balança, glicerina.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA:
	Por que icebergs e navios podem flutuar nos oceanos? Por que você parece ficar mais leve dentro da água? Por que balões podem subir pelos ares e também descer? As respostas a essas perguntas dependem todas de um mesmo princípio físico – o princípio de Arquimedes. Esse princípio estabelece que quando um corpo está completamente ou parcialmente imerso em um fluido, ele experimenta uma força vertical, dirigida para cima, de módulo igual ao peso do volume de fluido deslocado pelo corpo. Essa força, exercida pelo fluido sobre o corpo, é chamada empuxo e é aplicada no seu centro de gravidade. Segundo esse princípio, o que determina se um corpo flutuará ou afundará em um dado fluido é a densidade relativa do corpo em relação à densidade do fluido. Se o corpo for menos denso que o fluido, ele flutuará, ou, como no caso de um balão, ele subirá. Se o corpo for mais denso que o fluido, ele afundará. É também a densidade relativa que determina a proporção de volume submerso de um corpo flutuando em um dado fluido. Se a densidade do corpo for, por exemplo, um terço da densidade do fluido, então um terço do volume do corpo ficará submerso.
	Quando tentamos afundar uma bola de plástico num líquido verificamos que, quanto mais a bola afundar nele, maior será a força de resistência, isto é, maior a dificuldade oferecida pelo líquido.
Se levarmos a bola até o fundo e a soltarmos, veremos que a bola sobe rapidamente. Isto ocorre porque o líquido exerce sobre a bola uma força vertical de baixo para cima denominada empuxo (E). O empuxo representa a força resultante do líquido sobre a bola.
 Teorema de Arquimedes
	Uma das histórias mais conhecidas sobre Arquimedes refere-se à solução dada por ele ao "problema da coroa do Rei Hieron”.O rei havia prometido aos deusesuma coroa de ouro como agradecimento a proteção recebida em suas conquistas. Então, entregou certo peso de ouro a um ourives para que confeccionasse a coroa. Quando o ourives entregou a coroa, foi levantada a acusação de que ele teria substituído certa porção de ouro por prata. Arquimedes foi encarregado, pelo rei, de investigar se esta acusação era, de fato, verdadeira.Conta-se, que ao tomar banho, Arquimedes observou a elevação da água a medida que mergulhava seu corpo e percebeu que poderia resolver o problema. Entusiasmado, saiu correndo para casa, atravessando as ruas completamente despido e gritando: "Eureka! Eureka!".
	Arquimedes consegui resolver o problema da seguinte maneira:
	1º - Mergulhou em um recipiente completamente cheio d'água uma massa de ouro puro, igual à massa da coroa, e recolheu à água que transbordou.
	2º - Retomando o recipiente cheio d'água, mergulhou nele uma massa de prata pura, também igual da coroa, recolhendo a água que transbordou. Como a densidade da prata é menor do que a do ouro, é fácil perceber que o volume de água recolhido, nesta operação, era menor que a anterior.
	3º - Finalmente, mergulhou no recipiente cheio d'água a coroa em questão, constatou que o volume de água recolhido tinha um valor intermediário entre aqueles recolhidos na 1º e na 2º operação. Ficou, assim, evidenciado que a coroa não era realmente de ouro puro. Comparando os três volumes de água recolhidos. Arquimedes conseguiu, até mesmo, calcular a quantidade de ouro que o ourives substituiu por prata.
	Realizando experiências cuidadosas, descobriu uma maneira de calcular o empuxo que atua em corpos mergulhados em líquidos. Suas conclusões foram expressas através de um princípio, denominado Princípio de Arquimedes, cujo enunciado é o seguinte: "Todo corpo imerso total ou parcialmente num líquido recebe uma força vertical de baixo para cima, igual ao peso da porção de líquido deslocado pelo corpo".
Peso aparente
O peso que aparentamos ter quando estamos imersos em um fluido é chamado de peso aparente, ou seja, nada mais é do que o peso real menos o empuxo que age sobre o corpo. O que faz ser mais fácil levantar alguém na água não é a diminuição do peso, como acontece na Lua, mas o aparecimento de uma nova força contra o peso, o empuxo. Logo, o peso de um corpo, quando está total ou parcialmente submerso num fluido, diminui e neste caso é chamado de peso aparente.
METODOLOGIA:
Colocar o corpo pendurado no dinamômetro e marcar o valor que apresenta;
Montar o aparato para colocar o peso suspenso;
Posiciona o Becker em baixo do peso, mantendo o mesmo fora do Becker.
Encher o Becker com glicerina até o início de sua saída lateral e embaixo dessa saída posiciona-se o Becker auxiliar;
Posicionar o peso dentro do vidro e observar a quantidade de glicerina que se desloca para dentro do Becker auxiliar.
5. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA:
http://educar.sc.usp.br/licenciatura/1999/empuxo/Empuxo-pg-00.htm
http://fisexp2.if.ufrj.br/Roteiros/E2-Empuxo.pdf
http://www.fsc.ufsc.br/~canzian/bau/empuxo/empuxo-ficha-introducao.html