Laboratório Massa Específica e Empuxo

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Romanti-Ezer da Silva 
 
 
 
 
 
 
LABORATÓRIO 1 E 2: 
MASSA ESPECÍFICA E EMPUXO 
 
 
 
 
 
Relatório apresentado como parte da avaliação 
da disciplina de Laboratório de Física II, do curso 
de Engenharia Elétrica, UNEMAT, campus de 
Sinop, ministrado pela docente Kelli Cristina 
Aparecida Munhoz. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sinop, MT 
Outubro, 2017. 
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1. MASSA ESPECÍFICA 
1.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
A massa específica de uma mistura homogênea, pode-se dizer que é uma 
propriedade física que mede o grau de concentração de uma determinada 
substancia, com determinado volume e massa. A divisão da massa compacta pelo 
volume que ela ocupa resulta na massa específica da substancia, podendo ser no 
estado liquido, sólido e gasoso. No sistema internacional de unidades, SI, a unidade 
de massa específica é dada em Kg/m³, porém muito comum esta propriedade ser 
expressa em g/cm³. 
O cálculo é dado pela equação 𝜌 =
𝑚
𝑣
 , onde 𝜌 é a massa específica, 𝑚 é a massa 
da substancia desejada a calcular e 𝑣 é o volume que ela ocupa. 
 
1.2 OBJETIVOS 
 O objetivo da experiência, será calcular a massa específica de um sólido (cilindro 
de aço) e alguns fluidos (água, álcool, detergente e glicerina). 
 
1.3 MATERIAL 
O material utilizado: 
- Béquer; 
- Proveta; 
- Balança; 
- Fluidos (água destilada, álcool em gel, detergente e glicerina); 
- Sólido (cilindro de aço); 
- Paquímetro; 
 
1.4 METODOLOGIA 
1.4.1 Cálculo massa específica dos fluidos 
 O primeiro passo para realizar o cálculo é medir a massa da substância, utilizando 
uma balança de precisão, é necessário medir a massa do Becker vazio antes de 
inserir o fluido, para calcular a diferença de massa do Becker cheio e vazio, afim de 
conseguir somente a massa do fluido. Outra forma mais simples é tarar a balança 
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com o recipiente vazio e depois inserir o fluido desejado. Sabendo que a cada 1 Kg 
equivalem a 1000 g é necessário converter a leitura da balança de gramas para 
quilogramas. 
 O seguinte passo é medir o volume da substancia desejada, porém para o 
resultado final atender o sistema internacional de medidas vamos usar a unidade 
metros cúbicos, sabendo que 1 ml equivale a 10^-6 m³ fazemos a conversão 
adequada. 
Com todas as informações necessárias para o cálculo nas devidas unidades de 
medidas, fazemos então da divisão da massa pelo volume e obteremos a massa 
específica do fluido. 
 
1.4.2 Cálculo massa específica do Sólido 
Assim como os fluidos utilizando uma balança de precisão medimos a massa do 
solido (cilindro de aço), e com a conversão adequada obteremos o valor em Kg. 
O passo seguinte é medir o volume do mesmo, que pode ser realizado de duas 
formas, primeira maneira é por imersão, que é obtido pela diferença de volume do 
líquido antes e depois da imersão do sólido, a outra forma é utilizando a geometria 
e uma ferramenta precisa adequada (nesse caso o paquímetro). Sabemos que o 
volume é dado pelo produto da área pela altura, para calcular a área de uma 
circunferência usamos a seguinte fórmula Á𝑟𝑒𝑎 =
𝜋𝑑2
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 ,onde 𝑑 é o diâmetro. 
Com todas as informações necessárias para o cálculo nas devidas unidades de 
medidas, fazemos então da divisão da massa pelo volume e obteremos a massa 
específica do sólido. 
 
1.5 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
1.5.1 Cilindro de aço 
Através da medição realizada no experimento obtivemos a massa no valor de 
97,622 g e 97,622x10^-3 Kg, pelo cálculo geométrico obtivemos o volume de 
1,13x10^-5 m³ e por imersão 1,1x10^-5 m³. Com os cálculos chegamos a massa 
específica de 8,87x10^3 Kg/m³ utilizando o volume medido por imersão e 8,63x10^3 
kg/m³ utilizando o volume obtido no cálculo geométrico. 
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Nota-se que há uma diferença nos resultados, e essa variação, pode se dizer que, 
está em função da precisão das medidas, quanto maior a precisão, menor a 
variação dos resultados. 
 
1.5.2 Fluídos 
Tipo Volume (m³) Massa 
(Kg) 
Massa específica (Kg/m3) 
Água 2,0x10^-5 0,016695 8,34x10^2 
Detergente 2,0x10^-5 0,018120 9,06x10^2 
Álcool em 
Gel 
2,0x10^-5 0,015092 7,54x10^2 
Glicerina 2,0x10^-5 0,023893 1,19x10^3 
 
Analisando os resultados, podemos afirmar que há variações no valor da massa 
específica se comparado com os valores teóricos de cada substancia, que pode ser 
causado por vários fatores como, temperatura ambiente no momento do 
experimento, calibragem da balança ou até mesmo influência de forças externas. 
 
1.6 CONCLUSÃO 
Com a realização do experimento, ativemos a oportunidade de ter um contato mais 
direto com equipamentos, como a balança de precisão e o paquímetro. Aprendemos 
também as regras básicas de manuseio dos mesmos. Conseguimos aplicar os 
cálculos aprendidos na mesma aula, de forma prática e objetiva para tirarmos as 
devidas conclusões, e chegarmos a resultados precisos e fundamentais para 
calcular a massa específica de qualquer substancia. 
 
2. EMPUXO E NATUREZA DO LIQUIDO 
2.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
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 
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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). 
 
Forças atuantes pelo fluido e pelo corpo. 
 
2.1.1 PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES 
Foi o filósofo, matemático, físico, engenheiro, inventor e astrônomo grego 
Arquimedes (287a.C. - 212a.C.) quem descobriu como calcular o empuxo. 
Arquimedes descobriu que todo o corpo imerso em um fluido em equilíbrio, dentro 
de um campo gravitacional, fica sob a ação de uma força vertical, com sentido 
oposto a este campo, aplicada pelo fluido, cuja intensidade é igual a intensidade do 
Peso do fluido que é ocupado pelo corpo. 
Assim: �⃗� = 𝑃𝐹𝐷 = 𝑚𝐹𝐷. 𝑔 logo �⃗� = 𝑑𝐹 . 𝑉𝐹𝐷. 𝑔 . Onde �⃗� é o empuxo, 𝑑𝐹= densidade 
do fluido, 𝑉𝐹𝐷 = volume do fluido e 𝑔 = aceleração gravitacional. 
 
2.1.2 PESO APARENTE 
Conhecendo o princípio de Arquimedes podemos estabelecer o conceito de peso 
aparente, que é o responsável, no exemplo dado da piscina, por nos sentirmos mais 
leves ao submergir. 
Peso aparente é o peso efetivo, ou seja, aquele que realmente sentimos. No caso 
de um fluido: 
 
 
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2.2 OBJETIVOS 
Calcular o valor do Empuxo para a agua, o álcool em gel, glicerina e detergente 
Comparar os valores do Empuxo encontrados. 
Verificar se o empuxo depende da natureza do liquido. 
 
2.3 MATERIAL 
- Béquer; 
- Balança; 
- Fluidos (água destilada, álcool em gel, detergente e glicerina); 
- Sólido (cilindro de aço); 
- Dinamômetro; 
- Barbante; 
 
2.4 METODOLOGIA 
Para realizar o experimento é necessário seguir estes procedimentos. Primeiro 
passo será encher parcialmente os béqueres. Uma com água, outra com 
detergente, outa com álcool em gel e outra com glicerina. 
Em seguida deve se medir a massa do corpo de prova para assim calcular sua 
força peso e anotar. 
Depois disso, deve-se mergulhar o corpo de prova, em cada um dos béqueres nas 
quais foram depositados os diferentes tipos de fluidos. De forma que este se 
mantenha centralizado na proveta de modo que não sofra nenhum tipo de atrito que 
possa ocasionar variações no experimento 
Com auxílio do dinamômetro medir qual o valor da força peso do corpo de prova e 
depois medir qual o valor da força peso do corpo de prova mergulhadoem cada um 
dos fluidos presentes. Para assim observar as variações em relação ao peso. 
 
2.5 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
Através da medição realizada no experimento obtivemos o valor de 97,622 g e 
97,622x10^-3 Kg. Já o seu peso foi de 0,94 N. 
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Com o corpo de prova mergulhado na água o valor indicado no dinamômetro foi 
de 0,83 N. E já que o valor da Força empuxo é igual a força peso menos a força 
peso submerso, calculamos que a força empuxo do corpo de prova submerso na 
agua foi de 0,11 N. 
Enquanto que, quando mergulhado na glicerina, a sua força peso foi de 0,80N e 
através da formula Fe= P – Psubm, calculamos o valor da Força Empuxo foi de 0,14 
N. 
Quando o corpo de prova é mergulhado no recipiente com álcool em gel a medição 
do dinamômetro fora de 0,75N e a força empuxo calculada é 0,19 N. 
Já no experimento realizado no béquer que continha detergente a força peso 
medida com dinamômetro foi de 0,83 N. E através da formula calculamos que sua 
Força de empuxo foi de 0,11 N. 
Porém quando se calcula a Força empuxo através da seguinte formula: �⃗� =
 𝑑𝐹 . 𝑉𝐹𝐷 . 𝑔, os valores calculados são diferentes dos até então obtidos, e todos 
diminuíram em relação ao teste prático. O valor da Força empuxo encontrado para 
agua foi de 0,09 N, comparando com o primeiro valor obtido a diferença foi de 0,02N. 
Já com a glicerina o valor calculado foi de 0,13N, variando 0,01 N. Já o valor do 
empuxo calculado no álcool em gel foi de 0,08 N, apresentando variação de 0,08 N. 
E o de detergente variou, de 0,10 N para 0,11 N. 
No decorrer do experimento foi notado que o valor da força variava conforme a 
profundidade que se mantinha o corpo de prova. 
 
 
 
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Fluido Força Peso 
Submerso 
Empuxo Teste 
Prático 
Empuxo Teórico 
Água 0,83 N 0,11 N 0,09 N 
Álcool em gel 0,75 N 0,19 N 0,08 N 
Detergente 0,83 N 0,11 N 0,10 N 
Glicerina 0,80 N 0,14 N 0,13 N 
 
2.6 CONCLUSÃO 
Com o experimento podemos calcular o valor do empuxo usando a densidade que 
para a água foi de 0,09 N, a do álcool de 0,08 N, a do detergente de 0,10 N e a da 
glicerina de 0,13 N. Comparando com os valores calculados pelo peso menos o 
peso submerso que foi de 0,11 N para a agua, 0,19 N para o álcool, 0,11 N para o 
detergente e de 0,14 N para glicerina. Constatamos que em todos os casos o 
empuxo diminuiu e também vario conforme se mudava o fluido. 
 
3. REFERÊNCIAS 
MASSA ESPECÍFICA, disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/fisica/massa-
especifica.htm>. Acesso em 20 de outubro de 2017. 
 
GONÇALVES, Andouglas; Instituto Federal de Ciência, Educação e tecnologia, 
Rio Grande do Sul; Conceitos da Física. Julho 2016, disponível em 
<https://docente.ifrn.edu.br/andouglassilva/disciplinas/mecanica-dos-fluidos/aula-
1-massa-especifica-peso-especifico-peso-relativo>. Acesso em 20 de outubro de 
2017. 
 
EMPUXO. Disponivel em 
<http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/EstaticaeHidrostatica/empuxo.ph
p> Acesso em 22 de outubro de 2017 
 
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HIDORSTATICA-Principio de Arquimedes. Disponivel 
em<Hhttp://www.fisica.net/hidrostatica/principio_de_arquimedes_empuxo.php> 
Acesso em 22 de outubro 2017