empuxo stevin

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Universidade Estácio de Sá
Campus Nova Friburgo
UNESA Laboratório de Física Experimental II
Física Experimental II
Empuxo
(Stevin)
Ana Paula Braga Macedo 201401063616
Bárbara Cipriano Lima 201402033818
Diego de Paula Ramos 201401325351
Luiz Felipe Mendonça Lach 201402021895
Phillipe Mineiro F. de Oliveira 201401362656
Relatório – 002
Objetivos:
O experimento realizado teve como meta a coleta de dados e observação da reação do empuxo frente a diferentes formas de se obter o resultado, mais especificamente, de três maneiras distintas. Este relatório tem como objetivo processar os dados obtidos através da realização do experimento e então verificar matematicamente a ação realizada, identificando o empuxo como a aparente diminuição da força peso de um corpo submerso num líquido.
Introdução teórica:
Quando mergulhamos um corpo qualquer em um líquido, verificamos que este exerce sobre o corpo uma força de sustentação, isto é, uma força dirigida para cima, que tende a impedir que o corpo afunde no líquido. A existência desta força pode ser percebida ao tentarmos mergulhar na água um pedaço de madeira, por exemplo. É também esta força que faz com que uma pedra pareça mais leve quando imersa na água ou em outro líquido qualquer.
Esta força vertical, dirigida para cima, é denominada empuxo do líquido sobre o corpo mergulhado.
Empuxo é uma força hidrostática resultante exercida por um fluido em condições hidrostáticas sobre um corpo que nele esteja imerso. A impulsão existe por conta da diferença de pressão hidrostática do corpo, visto que esta é proporcional à massa específica do fluido, à aceleração da gravidade, e à altura de profundidade. Um corpo total ou parcialmente imerso em um fluido sofre um empuxo que é igual ao peso do volume do fluido deslocado pelo corpo. Assim, um corpo imerso na água torna-se mais leve devido a uma força, exercida pelo líquido sobre o corpo, vertical e para cima, que alivia o peso do corpo.
A importância no estudo deste tipo de força está justamente no entendimento da flutuação de corpos em fluidos, como por exemplo, no movimento de barcos, submarinos, aviões. O empuxo foi descoberto por Arquimedes, matemático e engenheiro grego (287 a.C.-212 a.C. aproximadamente).
Princípio de Arquimedes: Todo corpo mergulhado em um fluido sofre a ação de um empuxo vertical, para cima, igual ao peso do líquido deslocado.
Figura 00. Forças atuantes pelo fluido e pelo corpo
A equação para calcular o empuxo é:
E= µ . Vd. g
Onde:
=Empuxo (N)
µ =Densidade do fluido (kg/m³)
=Volume do fluido deslocado (m³)
g=Aceleração da gravidade (m/s²)
A unidade de medida do Empuxo no SI é o Newton (N).
Equações utilizadas:
Equação 1 (teórica) = densidade do fluido * gravidade * volume submerso
Equação 2 – (experimental) = P fora – P dentro 
Equação 3 (experimental) = P cilindro cheio – P cilindro “vazio”
Volume total = π * r² * h
Introdução experimental:
O experimento foi realizado da seguinte maneira:
Com o auxílio do paquímetro foram medidos o diâmetro e a altura da tampa do cilindro;
A partir do diâmetro, foi encontrado o raio da tampa do cilindro, e então com os valores do raio e da altura, foi calculado o volume total da tampa do cilindro;
Com o valor do volume do cilindro, foi utilizada a fórmula teórica para encontrar o empuxo realizado pelo fuido (água) sobre a tampa do cilindro;
Após calcular o valor teórico, foi calculado na prática o valor do empuxo, da seguinte maneira;
Após prévia calibragem no dinamômetro, foi encontrado em Newton o peso da tampa do cilindro, fora do fluido;
Depois então foi feito o mesmo procedimento, porém com a tampa do cilindro totalmente imersa no fluido, sem que encostasse no fundo do Becker;
Com os valores do peso fora e do peso dentro (do fluido) foi calculado o empuxo de uma maneira prática;
Ainda foi calculado o empuxo de uma outra maneira, sendo conferido no dinamômetro o valor em Newton do cilindro de Arquimedes cheio do fluido (água), e logo após, foi introduzido no cilindro de Arquimedes a tampa do cilindro, fazendo então com que o fluido saísse e o cilindro de Arquimedes ficasse “vazio”. Foi então conferido o peso. Com os valores encontrados foi novamente calculado o valor do empuxo. 
Materiais utilizados:
Cilindro de Arquimedes;
Tampa do cilindro;
Dinamômetro 2 N;
Paquímetro universal;
Paquímetro digital;
Suporte de fixação do dinamômetro
Becker
Água.
Resultados:
	 
	Fórmula
	Empuxo
	Equação 1
	1000 * 9.80665 * 4.9621 x 10 -5 mm³
	0.487 N
	Equação 2
	0.62N - 0.18N
	0.440 N
	Equação 3
	0.68N - 0.26N
	0,420 N
	 
	 
	 
	 
	Desvio Padrão
	0.034395
Ana Paula Braga Macedo.
	 
	Fórmula
	Empuxo
	Equação 1
	1000 * 9.80665 * 4.4713 x 10 -5 mm³
	0.438N
	Equação 2
	0.60N - 0.18N
	0.420 N
	Equação 3
	0.68N - 0.26N
	0,420 N
	 
	 
	 
	 
	Desvio Padrão
	0.010392
Bárbara Cipriano Lima.
	 
	Fórmula
	Empuxo
	Equação 1
	1000 * 9.80665 * 4.3226 x 10 -5 mm³
	0.424N
	Equação 2
	0.62N - 0.18N
	0.440 N
	Equação 3
	0.68N - 0.26N
	0,420 N
	 
	 
	 
	 
	Desvio Padrão
	 0.010583
Diego de Paula Ramos.
	 
	Fórmula
	Empuxo
	Equação 1
	1000 * 9.80665 * 4.4775 x 10 -5 mm³
	0.439N
	Equação 2
	0.61N - 0.16N
	0.450 N
	Equação 3
	0.68N - 0.26N
	0,420 N
	 
	 
	 
	 
	Desvio Padrão
	 0.015177
Luiz Felipe Mendonça Lach.
	 
	Fórmula
	Empuxo
	Equação 1
	1000 * 9.80665 * 4.4589 x 10 -5 mm³
	0.437N
	Equação 2
	0.61N - 0.18N
	0.430 N
	Equação 3
	0.68N - 0.26N
	0,420 N
	 
	 
	 
	 
	Desvio Padrão
	 0.008544
Phillipe Mineiro F. de Oliveira.
Conclusão:
Ao fazer a experiência percebemos que quando mergulhamos totalmente ou parcialmente o objeto no liquido seu peso é aparentemente alterado, isso acontece devido ao empuxo,ou seja, pressão na parte superior e inferior do corpo quando o mesmo está totalmente submerso ao fluído, sendo que o corpo continua com o mesmo peso e o que diminui é o peso aparente do conjunto.
Lei de Stevin
Foi demonstrado experimentalmente, que a pressão exercida por um fluido depende exclusivamente da sua altura.
 Ana Paula Braga Macedo
De acordo com o primeiro experimento realizado em sala, quando colocamos o objeto cilíndrico em um recepiente com água, visivelmente o objeto fica mais "leve" o que se deve a força vertical que existe na água, que recebe o nome de empuxo.
Em seguida, realizamos o segundo experimento, e observamos como a entrada e saída de ar dentro do recipiente interferiram na vazão da água. Uma garrafa tampada, com apenas um furo, não possibilita nenhuma vazão de água. Logo, se fizermos outro furo, possibilita a entrada e saída de ar, portanto a água consegue esvair. Isso ocorre devido a pressão na parte externa da "garrafa".
Bárbara Cipriano Lima
Após realizar o experimento, pode-se concluir que um corpo quando imerso no fluido, tem seu peso reduzido a aproximadamente um terço do seu peso normal. Isso se dá pela ação do empuxo, que é uma força vertical, de baixo para cima do líquido sobre o corpo mergulhado, que faz com que o corpo fique mais leve. O experimento teve uma boa eficácia, pois os valores para o empuxo obtidos da maneira prática foram bem próximos do obtido da maneira teórica. 
Também foi apresentado durante a aula um experimento que, em uma garrafa tampada e cheia de água, existiam três furos, um na parte inferior, outro no meio e o terceiro na parte superior da garrafa, todos eles tampados c uma fita adesiva. Ao tirar a fita do furo da parte inferior da garrafa, a água não saiu. Isso se dá por uma “barreira invisível” entre o ar externo tentando entrar na garrafa, e a pressão interna da água, que é alta e não deixaa água sair. Ao tirar a fita adesiva do furo do meio da garrafa, onde a pressão interna é menor, pode se notar perfeitamente que o ar entra, formando inclusive bolhas de ar, e dessa forma a água se esvai pelo furo inferior. E finalmente tirando a fita do furo mais superior da garrafa, onde a pressão interna é ainda menor, o ar externo entra por esse furo, dessa forma a água sai da garrafa pelos dois furos inferiores, demonstrando dessa forma que os pontos em um recipiente estão sujeitos a pressões diferentes.
Diego de Paula Ramos
Perante as três etapas que realizamos dentro de sala, concluímos que ao colocarmos um objeto cilíndrico dentro do um recipiente com água, percebemos que ele fica mais leve. Esse fator se da por uma força vertical para cima existente na água chamada de empuxo, que possibilita aos objetos uma variação de peso. Com o dinamômetro, foi possível calcular também o peso do objeto isolado e a quantidade de água restante de outro recipiente que depois de cheio foi ocupado pelo objeto para análise de sua ocupação e a quantidade de água que permaneceria no recipiente.
No segundo experimento, realizado e explicado pelo professor, concluímos que se pegarmos uma garrafa cheia de um determinado líquido e fizermos um furo em algum ponto da parte de baixo da garrafa, observaremos que se mantermos a garrafa sem tampa, no furo vazará todo o líquido contido no recipiente. Se colocarmos uma tampa na garrafa, analisaremos que o furo parará de vazar. Isso se dá pelo fato da pressão ser maior na parte externa do recipiente, onde o fechamento do recipiente impede a entrada de ar.
Luiz Felipe Mendonça Lach
Na realização do experimento podemos observar claramente a definição de empuxo que é uma força vertical para cima exercida pelo fluído, que faz com que os objetos fiquem mais leves se forem mergulhados em algum fluido. Podemos ver também que existem algumas formas de calcular essa força. Existe a forma teórica ,onde o empuxo é calculado multiplicando-se a densidade do fluído , com a gravidade e o volume submerso. Ao realizar o experimento vimos outras duas formas, a primeira seria calculada medindo o peso do objeto, que no caso foi um cilindro, dentro e fora do fluído e depois subtraindo as forças .E a terceira forma seria encontrando a força peso do cilindro cheio e depois dele vazio e subtraindo. Também realizamos o experimento com o tubo de água onde foram realizados três furos e tampados. Ao destamparmos um furo nota-se que a a água não sai pelo furo , o que pode ser explicado pela pressão exercida pelo ar na água , ocorrendo um equilíbrio.Já quando destampamos o segundo furo percebemos que a água começa a sair pelo furo inferior e nota-se que entra ar pelo furo superior ,já que a pressão interna fica maior que a externa.O mesmo ocorre quando destampamos o terceiro furo , ai a água começa a sair nos dois furos inferiores e o ar entra pelo superior.Isso ocorre porque a pressão atmosférica exercida no orifício inferior é superada pela pressão atmosférica exercida no orifício superior.
Phillipe Mineiro F. de Oliveira
Bibliografia:
SILVA, MARCO AURELIO DA. Empuxo. Disponível em:
< http://www.brasilescola.com/fisica/empuxo.htm > Acesso em: 05 mar. 2015.
CARVALHO, THOMAS Empuxo. Disponível em:
< http://www.infoescola.com/fisica/empuxo/ > Acesso em 03 mar. 2015.
Nova Friburgo, 27 de fevereiro de 2015
Nova Friburgo, 27 de fevereiro de 2015	Página 4