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Relato´rio - Experimento 2 Ygor Eugenio, Lucas de Sousa, Maria Soˆnia e Antonio Lobo Turma de segunda-feira 21 de Agosto de 2017 Universidade Esta´cio de Sa´ Departamento de F´ısica F´ısica Experimental II - 2017/02 Professor: Cosenza Suma´rio 1 Fundamentos teo´ricos 3 2 Materiais Utilizados 3 3 Metodologia 5 4 Resultados e discussa˜o 6 5 Conclusa˜o 8 2 1 Fundamentos teo´ricos O objetivo do experimento e´ verificar o princ´ıpio de Arquimedes, reconhecendo ao final do experimento, dois pontos principais: • Presenc¸a do empuxo, • Dependeˆncia do empuxo em func¸a˜o do l´ıquido deslocado e da densidade do l´ıquido Utilizaremos a equac¸a˜o teo´rica de empuxo para verificar E = µ× V (1) Onde µ e´ a massa espec´ıfica do l´ıquido, nesse caso, 1, por se tratar da a´gua. Sendo assim: E = V (2) Onde V e´ o volume do l´ıquido deslocado. 2 Materiais Utilizados Os materiais utilizados foram os seguintes: • 1 suporte com haste, tripe´ e sapatas niveladoras, • 1 cilindro de Arquimedes, 3 • 1 dinamoˆmetro tubular de 2 N, • 1 seringa de 20 ml (sem a agulha), • 1 copo de 250 ml de a´gua Seguem os materiais do laborato´rio: Figura 1: Cilindro de Arquimedes Figura 2: Copo 250 ml 4 Figura 3: Seringa Figura 4: Sistema tripe´ montado e dinamoˆmetro 2 N 3 Metodologia Fizemos o experimento em duas partes. Na primeira, calculamos o volume do so´lido que sera´ mergulhado utilizando suas dimenso˜es e pesamos as massas do copo, cilindro e do sistema copo e cilindro. Na segunda parte, mergulhamos o cilindro por inteiro e repetimos o procedimento. 5 4 Resultados e discussa˜o Seguem os resultados das medic¸o˜es: • Cilindro: 0,62 N • Copo: 0,24 N • Sistema Copo e Cilindro: 0,84 N E calcula-se o volume do so´lido atrave´s da equac¸a˜o V = Sb × h, (3) V = pi × (d 2 ) 2 × h. (4) Onde d e seu diaˆmetro e h sua altura. • Volume Calculado = 45,93 cm3 Montando o sistema da figura 4, mergulhamos metade do corpo e, setando o referencial do copo 2 para 200 ml, medimos a variac¸a˜o do l´ıquido com a seringa da figura 3. 1/2 cilindro mergulhado Peso (N) L´ıquido Deslocado (ml) Sem l´ıquido no copo 0,70 15 Com l´ıquido no copo 0,80 15 Tabela 1: Experimento mergulhando metade do cilindro 6 E o empuxo calculado e´ dado pela equac¸a˜o (2). • Empuxo de 1/2 cilindro mergulhado: 0,15 N • F = P − E = 0, 84− 0, 15 = 0,69 N, que e´ o peso aparente O peso aparente da tabela 1 esta´ na parte ’sem l´ıquido no copo’ e corresponde a 0,70 N, previsto pela a equac¸a˜o. Vemos que no caso do copo com l´ıquido, o peso lido deveria ter sido de 0,84 N. Contudo, 0,80 N e´ uma boa aproximac¸a˜o dado o erro instrumental do dinamoˆmetro. Ja´ com o copo completamente submerso, temos, na tabela 2: Cilindro mergulhado Peso (N) L´ıquido Deslocado (ml) Sem l´ıquido no copo 0,38 35 Com l´ıquido no copo 0,52 35 Tabela 2: Experimento mergulhando o cilindro todo E o empuxo calculado e´ dado pela equac¸a˜o (2). • Empuxo de 1/2 cilindro mergulhado: 0,15 N • F = P − E = 0, 84− 0, 35 = 0,49 N, que e´ o peso aparente 5 Conclusa˜o Conclu´ımos que o Princ´ıpio de Arquimedes previsto em teoria foi verificado experimental- mente, salve erros instrumentais e de medic¸a˜o desconsiderados no escopo do experimento. 7 O peso aparente do corpo imerso no flu´ıdo tambe´m foi calculado com certa acura´cia, mesmo com o estado dos materiais usados para a tomada dos dados, tais como cilindro vazado e fechado com fita isolante, perdas de dados por conta da acura´cia do copo utilizado. Em determinado momento da medic¸a˜o, tivemos que grudar um papel ao lado do be´quer, afim de marcar a posic¸a˜o inicial do flu´ıdo antes do cilindro ser mergulhado. Refereˆncias [1] Atkins and Jones, Princ´ıpios de Qu´ımica. Bookman, 2001. 8
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