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Universidade Estácio de Sá - UNESA Campos: RJ Data: 25/08/2017 I – INTRODUÇÃO 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 corpo submerso. A unidade de medida do Empuxo no SI é o Newton (N). II – OBJETIVO Verificar e relacionar os empuxos aplicados, por três fluidos de densidades diferentes, em um cilindro. III – TEORIA Princípio de Arquimedes Foi o filósofo, matemático, físico, engenheiro, inventor e astrônomo grego Arquimedes (287 a.C. – 212 a.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 oposta a este campo, aplicada pelo fluido, cuja intensidade é igual à intensidade do Peso do fluido que é ocupado pelo corpo. A pressão exercida pelo líquido atua em todos os pontos do objeto. À medida que o corpo vai afundando, a pressão em seus pontos inferiores torna-se maior que a pressão nas partes superiores. A diferença de pressão gera a força denominada de empuxo. Assim: 𝐸 = 𝑃 = 𝑚𝑔 𝐸 = 𝑑𝑉𝑔 𝑑 = 𝐸 𝑔 𝑉 Onde: 𝐸 = Empuxo (N) 𝑑 = Densidade do fluido (kg/m³) 𝑉 =Volume (m³) 𝑔 =Aceleração da gravidade (m/s²) IV – MATERIAIS UTILIZADOS Tripé Universal (Figura 1); Dinamômetro (Figura 2); Cilindro (Figura 3); Béquer (Figura 4); Água pura; Água com Sal; Álcool etílico. (Figura 1) ( Figura 2) (Figura 3) (Figura 4) V – PROCEDIMENTO PRÁTICO Calibrar o dinamômetro; Prender o dinamômetro ao tripé e ao cilindro; Verificar o peso do cilindro e anotar; Colocar o dispositivo do cilindro dentro de um béquer com água pura; Repetir o método anterior para outro béquer com água com sal, e novamente com álcool; Anotar os valores e proceder com os cálculos. VI – DADOS Peso do cilindro (𝑃𝑐) = 0,54N Diâmetro do cilindro (𝐷) = 0,025 m Altura do cilindro (ℎ) = 0,07 m Volume do cilindro (𝑉𝑐) 𝑉𝑐 = 𝜋 𝐷2ℎ 4 𝑉𝑐 = 𝜋 (0,025)2(0,07) 4 𝑉𝑐 = 0,0000343612 𝑚 3 Gravidade (𝑔) 𝑔 = 9,81 𝑚/𝑠2 Empuxo (𝐸) 𝐸 = 𝑃𝑐 − 𝑃𝑎𝑝 TABELA 1 Água Água com Sal Álcool 𝑃𝑎𝑝 (𝑁) 0,2 0,16 0,22 𝐸 (𝑁) 0,34 0,38 0,32 𝑃𝑎𝑝 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒; TABELA 2 DENSIDADE DOS LIQUIDOS (𝒌𝒈/𝒎𝟑) Água 1000 Água do mar 1025 Álcool Etílico 789 Dados: https://pt.slideshare.net/MarquesValdo/densidade-conceitos http://chemco.com.br/familias.asp?idfamilia=51 Obs.: A densidade da água salgada dependera da concentração de soluto e solvente. VII – CÁLCULOS Densidades (𝑑) o 𝑑Á𝑔𝑢𝑎 = 𝐸Á𝑔𝑢𝑎 𝑔 𝑉𝑐 𝑑Á𝑔𝑢𝑎 = 0,34 9,81(0,0000343612) 𝑑Á𝑔𝑢𝑎 = 0,34 0,0003370834 𝑑Á𝑔𝑢𝑎 = 1.008,6524581 𝑘𝑔/𝑚 3 o 𝑑Á𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑜𝑚 𝑆𝑎𝑙 = 𝐸Á𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑜𝑚 𝑆𝑎𝑙 𝑔 𝑉𝑐 𝑑Á𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑜𝑚 𝑆𝑎𝑙 = 0,38 9,81(0,0000343612) 𝑑Á𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑜𝑚 𝑆𝑎𝑙 = 0,38 0,0003370834 𝑑Á𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑜𝑚 𝑆𝑎𝑙 = 1.127,3174532 𝑘𝑔/𝑚 3 o 𝑑Á𝑙𝑐𝑜𝑜𝑙 = 𝐸Á𝑙𝑐𝑐𝑜𝑙 𝑔 𝑉𝑐 𝑑Á𝑙𝑐𝑜𝑜𝑙 = 0,32 9,81(0,0000343612) 𝑑Á𝑙𝑐𝑜𝑜𝑙 = 0,32 0,0003370834 𝑑Á𝑙𝑐𝑜𝑜𝑙 = 949,31996058 𝑘𝑔/𝑚 3 TABELA 3 Água Água com Sal Álcool 𝑑(𝑘𝑔/𝑚3) 1.008,6524581 1.127,3174532 949,31996058 𝐸 (𝑁) 0,34 0,38 0,32 VIII - CONCLUSÃO A partir dos resultados encontrados (tabela 3), observamos que os mesmos obedecem as seguintes relações (𝐸Á𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑜𝑚 𝑆𝑎𝑙 > 𝐸Á𝑔𝑢𝑎 > 𝐸Á𝑙𝑐𝑜𝑜𝑙) e (𝑑Á𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑜𝑚 𝑆𝑎𝑙 > 𝑑Á𝑔𝑢𝑎 > 𝑑Á𝑙𝑐𝑜𝑜𝑙), e comparando-os com os da (tabela 2), observamos que a densidade da água esta bem próxima dos dados teóricos. A da água com sal ficou indisponível neste experimento, pois não mensuramos a quantidade de sal, como não levamos em consideração o nível de soluto e solvente, para isso utilizaremos a água do mar de um local qualquer apenas como comparativo. No caso do álcool encontramos uma densidade razoavelmente maior, comparando com os dados teóricos, podemos relacionar essa discrepância com um possível erro de leitura no dinamômetro ou com a possibilidade da temperatura do laboratório estar diferente de 20º C. IX - BIBLIOGRAFIA http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:x9IszHPL4zMJ:emfal.com.br/alcool /_ArquivoProdutos/60693.PDF+&cd=4&hl=pt-BR&ct=clnk&gl=br&client=firefox-b-ab https://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:SaNB4UOPPWwJ:https://edutec.u nesp.br/publicador/content/171/attachment/FISPQ- %2520Alcool%2520Etilico%2520Absoluto.pdf+&cd=6&hl=pt- BR&ct=clnk&gl=br&client=firefox-b-ab http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/EstaticaeHidrostatica/empuxo.php http://www.infoescola.com/fisica/empuxo/ http://efisica.if.usp.br/mecanica/ensinomedio/empuxo/boiar/
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