Relatório de Física Pressão 02

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UNIVERSIDADE ESTACIO DE SÁ
RELATORIO DE FISICA EXPERIEMTAL II
EXPERIMENTO 02 – EMPUXO
Paulo Lucas da Silva Mineiro 201301472379 
 Luiz Felipe da Silva 201602094462
 Luan Daudt 201503388999
Nova Friburgo, 02 de Março de 2016
	O objetivo deste experimento é de determinar a densidade da água e calcular a força de empuxo analiticamente e experimentalmente. 
1 - INTRODUÇAO E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A densidade (ou massa volumétrica) de um c HYPERLINK "https://pt.wikipedia.org/wiki/Corpo_(f%C3%ADsica)"o HYPERLINK "https://pt.wikipedia.org/wiki/Corpo_(f%C3%ADsica)"rpo define-se como o quociente entre a massa e o volume desse corpo . Desta forma pode-se dizer que a densidade mede o grau de concentração de massa em determinado volume. Portanto: 
O empuxo, no entanto, representa a força resultante exercida pelo fluido sobre um corpo. Como tem sentido oposto à força Peso, causa o efeito de mais leveza quando o objeto se encontra submerso em um fluido. 
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 tem-se a equação analítica de empuxo:
onde:
=Empuxo (N)
=Densidade do fluido (kg/m³)
=Volume do fluido deslocado (m³)
g=Aceleração da gravidade (m/s²)
Experimentalmente falando, pode-se calcular o empuxo através de duas outras equações:
A primeira consiste em medir a diferença do peso real e peso aparente do objeto, essa diferença consiste na força de empuxo. Portanto:
E = PFora do fluido - PSubmerso ao fluido. 
A segunda forma é relacionar a força de empuxo com a quantidade de água que transborda. Portanto:
E = Pcheio – Pvazio
2 – MATERIAIS NECESSÁRIOS 
Balança de precisão digital;
Becker médio com água;
Becker balão;
Dinamômetro;
Paquímetro digital ou analógico;
Bloco cilíndrico de Náilon;
Tripé universal;
Cilindro de Arquimedes;
Cuba de Plástico;
Calculadora científica;
3 – DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO
Primeira parte A primeira parte do experimento tem como objetivo identificar a densidade da água experimentalmente através da equação
, e calcular a força de empuxo analiticamente. Portanto foi necessário, inicialmente, verificar a massa da água para o cálculo de densidade. Esse procedimento foi realizado de forma a pesar o Becker médio vazio (Transferindo a água para o Becker balão) com o auxílio da balança de precisão e posteriormente pesa-lo com a quantidade total de água. A massa foi definida como a diferença M = Bcheio – Bvazio. Após esse procedimento o volume foi encontrado através da equação de volume do cilindro:
Com o auxílio do paquímetro mediu-se o diâmetro do Becker para verificar o raio do mesmo. Como o volume necessário compreendia-se na água, a altura de água foi medida, também com o auxílio do paquímetro. Após obtidas as medidas, os dados foram aplicados na equação de volume e posteriormente na equação da densidade.
Com o cálculo de densidade concluído, a próxima etapa foi calcular o empuxo segundo a fórmula:
Para isso o único dado necessário é o volume do bloco que também foi obtido pela equação do volume do cilindro (Através das medições da altura e diâmetro do bloco).
Segunda parte A segunda etapa do experimento visa calcular o empuxo de forma experimental com o intuito de pesar o bloco fora do fluido e depois verificar o peso aparente com o bloco totalmente submerso. A força de empuxo foi definida através da equação
E = PFora do fluido - PSubmerso ao fluido.
	Para realizar o procedimento de pesagem foi necessária a utilização do dinamômetro apoiado sobre o tripé universal. 
Terceira parte Na terceira etapa o objetivo é verificar o empuxo através da relação com a água transbordada. Para isso foi necessário a utilização do cilindro de Arquimedes, dinamômetro e tripé universal. O cilindro foi pesado completamente cheio de água com o auxílio do dinamômetro. Logo após esse procedimento, o bloco foi inserido dentro do mesmo, fazendo, portanto, que parte da água fosse transbordada. Após transbordar por completo o cilindro foi pesado novamente e a força de empuxo foi definida através da equação E = Pcheio – Pvazio.
4 – RESULTADOS OBTIDOS
Através das medidas obtidas seguem os cálculos abaixo:
Primeira parte 
Massa da água: 
M = Bcheio – Bvazio
M = 320,11 g – 113,83 g
M = 206,28 g ou 0,20628 kg 
Volume da água: 
V= π . r2 . h
V = 3,141592 . (0,03315)2 . 0,062
V = 0,0002134046m3
Densidade:
D = M/V
D= 0,20628 / 0,000214046= 943.7180 kg/m3
Volume do Bloco ( Ou volume do fluido deslocado ):
V = π . r2 . h
V = 3,141592 . ( 0,01415)2 . 0,072
V = 0,000045289 m3
Empuxo:
E = DF . VFD . g
E = 943,7180 . 0.000045289 . 9,80665
E = 0,4191 N
Segunda Parte 
Segue a equação de empuxo onde: 
E = PFora do fluido - PSubmerso ao fluido.
E = 0,56 – 0,16 (g)
E = 0,40 N
Terceira Parte 
Segue a equação de empuxo onde: 
E = Pcheio – Pvazio.
E = 0,64 – 0,24 (g)
E = 0,40 N
4.1 TABELAS
Tabela de medidas da primeira parte:
	Descrição
	Medidas
	Medidas no SI
	
Peso do Becker vazio 
	
113,83 g
	
0,11383 kg
	
Peso do Becker cheio 
	
320,11 g
	
0,32011 kg
	
Massa da água
	
206,28 g
	
0,20628 kg
	
Diâmetro do Becker 
	
66,3 mm
	
0,0663 m
	
Raio do Becker 
	
33,15 mm
	
0,03315 m
	
Altura da água 
	
62 mm
	
0,062m
	
Volume da água 
	
x
	
2,14046 x 10-4 m3
	
Densidade da água
	
x
	
963,7180 kg/m3
	
Const. de Gravidade
	
x
	
9,80665 m/s2
	
Altura do bloco 
	
72 mm
	
0,072 m
	
Raio do bloco
	
14,15 mm
	
0,01415 m
	
Volume do bloco 
	
x
	
4,5289 x 10-5 m3
	
Empuxo
	
x
	
0,4191 N
Tabela de medidas da segunda parte:
	Descrição
	Medidas
	
Peso do bloco fora do fluido 
	
0,56 g
	
Peso do bloco submerso 
	
0,16 g
	
Empuxo 
	
0,40 N
Tabela de medidas da terceira parte:
	Descrição
	Medidas
	
Peso do cilindro cheio 
	
0,64 g
	
Peso do cilindro transbordado 
	
0,24 g 
	
Empuxo 
	
0,40 N
5 – COMENTÁRIOS SOBRE AS RELAÇÕES ENTRE TEORIA E RESULTADOS EXPERIMENTAIS
De acordo com as informações descritas, foram feitas os testes para comprovação da eficiência ou comparação entre ambas as equações de empuxo. 
A partir dos resultados obtidos pode-se afirmar que a expressão analítica possui forte relação com as equações experimentais, ao passo que, a diferença decimal encontrada na expressão analítica surge devido a aproximações e arredondamento de casas decimais e possíveis erros visuais antrópicos.
6 – CONCLUSÃO (LUIZ FELIPE)
A partir do experimento realizado, podemos colocar em prática todo conhecimento adquirido nas aulas para maior entendimento. Observamos que há uma diferença entre a força peso de um corpo em um ar livre e mergulhado em um líquido, isso ocorre pelo fenômeno do empuxo. Observamos, também, que além de terem sido feitas poucas medições, existem outras variáveis que podem ter causado divergências em alguns valores.
7 – REFERÊNCIAS 
Portal Só Física – Disponível em: <http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/EstaticaeHidrostatica/empuxo.php> acessado em 26 de fevereiro de 2016
Portal InfoEscola – Disponível em: <http://www.infoescola.com/fisica/empuxo/> acessado em 26 de fevereiro de 2016