FÍSICA EXPERIMENTAL II Empuxo I

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UNIVERSIDADE ESTACIO DE SÁ
	
	Professor: 
GABRIEL ROMERO
	Data: 
05 de Abril de 2017
	
	Aluno/Turma: 
THAIANE DE OLIVEIRA PEREIRA - 3154
	Folhas: 
 
	
	Relatório: 
FÍSICA TEÓRICA EXPERIMENTAL II - EMPUXO
	
	
	UNIVERSIDADE ESTACIO DE SÁ
	
	Professor: 
GABRIEL ROMERO
	Data: 
05 de Abril de 2017
	
	
Relatório: FÍSICA TEÓRICA EXPERIMENTAL II
	Folhas: 
 
	
	EMPUXO I
	
– INTRODUÇÃO
– Empuxo
 Conta a história que Arquimedes, físico e matemático grego que viveu na Sicília de 287 a.C a 212 a.C, teria recebido de Heirão, rei de Siracusa, província onde vivia, a incumbência de descobrir se a coroa que o soberano havia mandado confeccionar fora feita apenas com o ouro fornecido ao joalheiro. O rei desconfiava que o artesão misturara o prata ao ouro, embolsando parte do material. Coube a Arquimedes descobrir se houve fraude ou não, sem destruir a peça. Consta que, depois de passar longo tempo tentando resolver o problema, a inspiração veio ao sábio durante um banho ao notar o transbordamento de água quando ele mergulhou em uma banheira na casa de banhos públicos. É provável que, ao mergulhar nas águas da banheira, Arquimedes tenha notado que seu corpo parecia mais leve e, a partir dessa constatação, tenha realizado experimentos que o levaram a enunciar o princípio que tem seu nome. “Todo corpo completa ou parcialmente mergulhado em um fluido experimenta uma força de flutuação (empuxo) para cima, cujo valor é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo”. Arquimedes concluiu 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 à este campo, aplicada pelo fluido, cuja intensidade é igual a intensidade do Peso do fluido que é ocupado pelo corpo.
– 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. Esse princípio pode ser escrito matematicamente como:
onde:
=Empuxo (N)
=Densidade do fluido (kg/m³)
=Volume do fluido deslocado (m³)
g=Aceleração da gravidade (m/s²)
2 – PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
2.1 – Materiais utilizados na execução do procedimento experimental:
2.1.1 – Tripé Universal;
2.1.2 – Becker de vidro;
2.1.3 – Água da torneira;
2.1.4 – Régua Graduada;
2.1.5 – Corpo Específico;
2.1.6 – Dinamômetro;
2.2 – Metodologia adotada no experimento:
 A atividade proposta constitui-se de um experimento simples para demonstrar a existência da força de empuxo e determinar a sua intensidade. Pretende-se mostrar que a força de empuxo independe do peso do corpo submerso, mas depende de seu volume. Também, almeja-se tornar evidente que um corpo, ao não estar completamente submerso, sofre ação de uma força de empuxo proporcional ao volume do corpo que está dentro do fluido.
2.2.1.1 – Os equipamentos a serem utilizados foram inspecionados para constatar a necessidade de calibração;
2.2.1.2 – Coletamos dados de diâmetro e altura do corpo específico para calcular o volume; 
 2.2.1.3 – Após fazer esta inspeção, enchemos o Becker com 300 ml de água de torneira, prendemos o dinamômetro ao tripé universal e penduramos por um gancho o corpo específico ao dinamômetro;
– RESULTADOS DA EXPERIÊNCIA 
Corpo específico: 71 mm x 28 mm
Becker: 110 mm x 80 mm
 Uma vez que cada subdivisão do dinamômetro equivale a 0,02N e o corpo específico possui 0,62N, medido no ar. E 0,18N, submerso no fluido.
Qual o massa específica da água?
E = P – T
E = 0,62 – 0,18 = 0,44 N
E = p . Vd . g
0,44 = p . 4,43 x 10 -5 . 9,81
p = 1,012 kg/m³
Compare o volume do cilindro com o volume de fluido deslocado do Becker com água.
 O volume inicial do fluido no Becker era de 300 ml. Com o corpo específico totalmente submerso o volume final foi para 350 ml. Com isso, podemos concluir que o volume deslocado equivale a ~= 50 ml
4 – CONCLUSÃO
 
 O objetivo do experimento foi alcançado com êxito conforme a Lei de Arquimedes. Observamos que quando mergulhamos o corpo específico no fluido o comprimento do dinamômetro diminui em relação ao mesmo corpo quando medido apenas no ar, pois, o peso do cilindro torna-se aparentemente mais leve devido à força de empuxo. O volume do fluido no Becker apresentou uma variação de 50 ml a mais quando o corpo específico estava mergulhado por completo. Somando o volume da água mais o volume do corpo específico obtivemos um total de 350 ml. Com isso, foi possível calcular a densidade do fluido, do corpo específico, e ainda, comparar o volume do cilindro com o volume do fluido deslocado. Com isso, concluímos que apresentam valores bem próximos.