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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ Empuxo Alunos: Clemilson Borges Maxwell Rodrigues Murielle Paranhos Rackel Ravaiole Raphael Ribeiro Wallace Araújo Turma: 3148 Setembro/2015 Introdução Segundo princípio do inventor e astrônomo grego Arquimedes (287a.C. - 212a.C.), “ Todo corpo imerso em um fluido sofre ação de uma força (empuxo) verticalmente para cima, cuja intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo.” Esta força denominada Empuxo, será apresentada neste relatório juntamente com experimentos realizados em laboratório. Objetivo Este relatório tem como objetivo apresentar o conceito de empuxo e verificar o comportamento de um sólido ( Cilindro) quando submerso à líquidos de diferentes densidades. Embasamento Teórico 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 à este campo, aplicada pelo fluido, cuja intensidade é igual a intensidade do Peso do fluido que é ocupado pelo corpo. Assim: onde: =Empuxo (N) =Densidade do fluido (kg/m³) =Volume do fluido deslocado (m³) g=Aceleração da gravidade (m/s²) Exemplo: Em um recipiente há um líquido de densidade 2,56g/cm³. Dentro do líquido encontra-se um corpo de volume 1000cm³, que está totalmente imerso. Qual o empuxo sofrido por este corpo? Dado g=10m/s² O valor do empuxo não depende da densidade do corpo que é imerso no fluido, mas podemos usá-la para saber se o corpo flutua, afunda ou permanece em equilíbrio com o fluido: Se: Densidade do corpo > densidade do fluido: o corpo afunda Densidade do corpo = densidade do fluido: o corpo fica em equilíbrio com o fluido Densidade do corpo < densidade do fluido: o corpo flutua na superfície do fluido 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: Materiais Utilizados Becker; Dinamômetro; Arete; Água; Água com Sal; Álcool; Cilindro. Procedimentos Práticos Verificamos o peso do cilindro, sem o meso estar submerso no líquido e anotamos a medida mostrada no dinamômetro; Verificamos o peso do cilindro marcado no dinamômetro, após o mesmo estar submerso em água; Verificamos o peso do cilindro marcado no dinamômetro, após o mesmo estar submerso em água com sal; Verificamos o peso do cilindro marcado no dinamômetro, após o mesmo estar submerso em álcool. Após anotarmos todas as medidas verificadas, aplicamos os valores encontrados nas fórmulas que serão apresentadas neste relatório e achamos assim, o valor o empuxo que é aplicado ao cilindro em cada um dos casos. Dados da Experiência PCilindro = 0,60 N Como o Fator resultante é igual ao peso aparente, devemos verificar a medida marcada no dinamômetro, quando o liquido está submerso e multiplicar por 0,02N. Fr= Paparente PA 1= 8,5 x 0,02 = 0,17 N PA2 = 0,5 x 0,02 = 0,10 N PA3 = 1,0 x 0,02 = 0,20 N Para calcularmos o empuxo aplicado no cilindro em cada um dos casos, devemos diminuir o peso do mesmo, pelo peso aparente. E1 = 0,60 – 0,17 = 0,43 N E2 = 0,60 – 0,10 = 0,50 N E3 = 0,60 – 0,20 = 0,40 N Conclusão A análise final deste experimento, nos mostra que quanto maior a densidade do líquido em que o objeto é mergulhado, maior foi o empuxo aplicado sobre ele. Podemos observar estas afirmativas nos dados obtidos a partir dos experimentos realizados (E3<E1<E2) e conforme a tabela abaixo. PAparente (N) Empuxo (N) Água 0,17 E1 = 0,43 Água com sal 0,10 E2 = 0,50 Álcool 0,20 E3 = 0,40
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