Princípio de Arquimedes e Empuxo

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2014, Estácio de Sá
Niterói	
Física Experimental II
	
Lucas Quintanilha Pereira Barcelos
Código CCE0478 turma 1009
Engenharia Civil
Universidade Estácio de Sá, Niterói RJ
Número de matrícula: 201301483631
lucas_q@msn.com
Professor: Altivo Monteiro; Física experimental II
RESUMO
Neste relatório mostraremos os princípios e conceitos do fenômeno de empuxo(princípios de Arquimedes).
	
Para melhor entendimento, realizamos experimentos com auxílio do mestre, para entender melhor o que nós aprendemos nos livros e dentro da sala de aula. 
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).
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 permanece 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
(1)
P=Peso do corpo; 
E=Empuxo; 
Pa=Peso aparente.
Equações para ajudar a desmembrar e auxiliar: 
E = m.a
 (2)
E= Empuxo;
m=Massa do corpo;
a=aceleração da gravidade(constante 9,8 m/sˆ2).
Ρ = m/v
 (3)
P= Peso;
m= Massa do corpo;
v=Volume.
Logo podemos calcular:
E = ρ.v.g
(4)
E=Empuxo;
p=Rô do fluido;
v= Volume deslocado;
g= gravidade.
DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO
Primeiro realizamos a montagem do equipamento, logo depois, ajustamos o dinamômetro. Pendurou-se um cilindro de PVC 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 cilindro submergindo em um Becker.
Fig 1. Resumo do que foi feito no laboratório. Ps: no laboratório utilizamos o cilindro de pvc
Para a realização de tal experimento, utilizamos:
Tripé
Compartimento oco para o cilindro
Cilindro de PVC
Régua
Paquímetro
Recipiente de 250 ml (Becker)
Provido de tais equipamentos, foi solicitado a comprovação de que o volume de um objeto submerso é o mesmo que o do líquido deslocado.
Começando o experimento, todas as medições necessárias foram concluídas com êxito, altura do cilindro e seu raio, obtendo-se tais resultados:
R = 0,014 m;
H = 0,072 m.
Após isso calculamos o volume do cilindro:
V = π.r².h .; V= 4,433.10^-5 dm³
Achado o volume, utilizamos a 4ª equação para encontrarmos o empuxo:
E = ρ.v.g
0,4 = ρ. 4,433.10^-5.9,8
ρ = 9.10² kg/dm³
Com base nos cálculos realizados, afirma-se que o volume do líquido deslocado é igual ao do volume do objeto submerso.
Fizemos a conversão de valores para o SI(sistema internacional) para não cometer erros.
Há de se notar que para a realização do cálculo do empuxo de um liquido é necessário valores fundamentais, como volume, estabelecer a gravidade adotada, no caso (9,8 m/s²) e a densidade do fluido em que se está trabalhando (ρ).
Para evitar erros todo o experimento foi monitorado e auxiliado pelo Mestre Altivo.
3. CONCLUSÕES 
Analisando os resultados obtidos podemos afirmar que os experimentos são coerentes com os livros didáticos mostrando na prática o que aprendemos na teoria sobre empuxo(princípio de Arquimedes).
Uma outra observação é que um corpo submergido é mais leve por causa do empuxo que tem sua força voltada para cima.
REFERÊNCIAS
CARVALHO NETO, C. Z. OMOTE, N. & PUCCI, L. F. S. Física vivencial. São Paulo: Laborciência Editora, 1998.
Física vol 1- Tipler P.A. CAP. 13;
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/EstaticaeHidrostatica/empuxo.php