Relatório de Física (09 13 2017)

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RELATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL 
 
CURSO Engenharia 
TURMA 3045 DATA 13/09/2017 
Aluno/ 
Grupo 
 Anderson de Souza Sales 
 Cristyan Willyan Gonçalves Machado 
 Guilherme Pereira Bastos da Silva 
 Leonardo Cordeiro Nascimento 
 Michelle de Oliveira Moura 
 Vinícius dos Santos Junger 
TÍTULO Empuxo II 
OBJETIVOS 
Calcular a densidade do fluido deslocado a partir da construção de um gráfico que 
relacione a massa do fluido deslocado com o volume deslocado (E/g × Vd). E calcular o 
erro relativo da densidade do fluido em relação ao valor teórico da densidade do mesmo. 
 
INTRODUÇÃO 
Empuxo é o nome dado à força exercida por um fluido sobre um objeto mergulhado total ou 
parcialmente nele. Também conhecido como Princípio de Arquimedes, o empuxo sempre apresenta 
direção vertical e sentido para cima. 
 
Assim que um objeto qualquer é mergulhado em um fluido, ele começa a deslocá-lo. O empuxo 
corresponde ao peso do volume de líquido deslocado pelo objeto, sendo assim, podemos definir 
matematicamente o empuxo da seguinte forma: 
 
E = PDES → E = mDES . g 
 
Sabendo que a densidade é fruto da razão entre a massa e volume de uma substância, podemos 
escrever que: 
d = m/V → m = d.V 
Reescrevendo a equação do empuxo, temos: 
E = dL. VDES. g 
Para essa equação, temos que: 
dL = densidade do líquido; 
VDES = volume de líquido deslocado; 
g = aceleração da gravidade. 
 
OBS.: O volume de líquido deslocado corresponde exatamente ao volume imerso do objeto no líquido. 
 
MATERIAIS E MÉTODOS 
Materiais utilizados: 
 Dinamômetro; 
 Cilindro (corpo de prova); 
 Água (fluido); 
 Béquer (capacidade: 400,0 mL); 
 Régua milimétrica; 
 Papel milimetrado; 
 Lápis. 
 
Métodos: 
 
1) Utilizando a régua, mediu-se e anotou-se o diâmetro (D) do corpo de prova. E, utilizando o lápis, 
fez-se marcações no corpo de prova a cada 1 cm, dividindo-o em 7 partes iguais. 
2) Prendeu-se o dinamômetro em um suporte, soltou-se o cilindro e anotou-se o peso aferido no 
dinamômetro (P). 
 
3) Posteriormente, colocou-se o béquer com água abaixo do peso suspenso, baixou-se o suporte até 
que a 1° marcação do corpo de prova estivesse mergulhado no béquer com água. Então, anotou-
se o valor aferido no dinamômetro (Pa). 
 
4) Em seguida, repetiu-se o processo, mergulhando o corpo de prova a cada marcação, anotando os 
valores aferidos no dinamômetro. 
 
RESULTADOS 
Inicialmente, encontrou-se o peso do corpo de prova: P= 0,60 N 
 
Logo, subtraiu-se o peso pelo peso aparente de cada marcação para calcular-se o empuxo: E= P – Pa 
 
Para o cálculo do volume deslocado (Vd) utilizou-se a equação abaixo (sendo que, a cada ponto 
somou-se 1 cm ao valor da altura, pois o cilindro foi mergulhado seguindo os valores da altura de cada 
marcação): 
 
𝐕𝐝 =
 𝛑𝐃²𝐇
𝟒
 → 
𝟑,𝟏𝟒 × 𝟐,𝟕𝟐× 𝐇
𝟒
 
 
E, calculou-se a massa do fluido deslocado, dividindo o Empuxo pela gravidade (g= 9,8 m/s2): E/g 
 
Então, a partir destes cálculos montou-se a tabela abaixo: 
 
Ponto de medição P ou Pa (N) E (N) Vd (m3) E/g (Kg) 
0 0.60 0,00 0,0 0,000 
1 0,52 0,08 5,7 × 10-6 0,008 
2 0,48 0,12 11,4 × 10-6 0,012 
3 0,40 0,20 17,2 × 10-6 0,020 
4 0,36 0,24 22,9 × 10-6 0,024 
5 0,28 0,32 28,6 × 10-6 0,033 
6 0,24 0,36 34,3 × 10-6 0,037 
7 0,16 0,40 40,0 × 10-6 0,045 
 
Posteriormente, construiu-se o gráfico (E/g x Vd) e traçou-se uma reta que melhor se aproximava de 
todos os pontos experimentais. Então, calculou-se o coeficiente angular dessa reta, pois, 
numericamente, representa o valor da densidade do fluido deslocado (df). 
 
E = df × Vd × g 
E/g = df × Vd 
y = a × x 
 
𝑎 =
𝛥 𝑦
Δ𝑥
 → 𝑑𝑓 =
𝛥 𝐸/𝑔
Δ𝑉𝑑
 → 
0,012
11,5 × 10−6
 
 
df = 1043,48 kg/m3 
 
Por fim, calculou-se o Erro relativo (Er) da densidade do fluido deslocado (df) em relação a densidade 
da água (fluido) a 25°C (dreal = 997,13 kg/m
3) 
 
Er =
| df − dreal |
dreal 
 → 
| 1043,48 − 997,13|
997,13
 
 
Er = 0,04648 kg/m
3 
 
ANÁLISE E CONCLUSÃO 
Observou-se na tabela que, a cada ponto de medição, os valores do volume deslocado apresentaram 
um acréscimo de, aproximadamente, 5,7 × 10-6 m3, em relação ao ponto anterior. E, os valores da 
massa do fluido apresentaram um acréscimo que varia entre 0,004 Kg e 0,009 Kg, em relação ao ponto 
anterior. 
 
Devido a essa variação, o gráfico E/g x Vd não apresenta, exatamente, uma reta. Portanto, fez-se 
necessário que fosse traçado uma reta que mais se aproximava dos pontos experimentais, 
possibilitando o cálculo do coeficiente angular, que representa o valor da densidade do fluido. 
 
Então, após os cálculos, conclui-se que a densidade do fluido calculado neste experimento é igual a 
1043,48 kg/m3. E, em relação ao valor real da densidade da água a 25°C (997,13 kg/m3), obteve-se o 
erro relativo igual a 0,04648 kg/m3. 
 
REFERÊNCIAS 
JÚNIOR, Joab Silas Da Silva. "O que é empuxo?"; Brasil Escola. Disponível em 
<http://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-empuxo.htm>. Acesso em 24 de set. de 2017. 
 
Disponível em: <http://www.vaxasoftware.com/doc_edu/qui/denh2o.pdf>. Acessado em 24 de set. 
2017.