Experimento 2 (Empuxo) Física Geral 4

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Experimento 2:
Empuxo
Docente: Marco Adriano
Discente: Antonio Marcio
 Myllena Medeiros 
 Samir Knauer
IFRJ - Nilópolis
2016.1
Introdução
	Nos livros didáticos conta-se que Arquimedes enquanto tomava banho ‘’descobriu’’ que um corpo imerso em um fluido se torna mais leve, devido a uma força exercida sobre esse corpo. Essa força exercida sobre o objeto chama-se Empuxo. A importância do estudo dessa força se deve justamente a compreensão da flutuação de corpos sólidos em fluidos. 
	Logo, quando o corpo esta imerso em um líquido onde duas forças agem sobre ele: a força peso que provem da interação com a força gravitacional da terra, e o empuxo que é de acordo com a interação do corpo com o líquido.
Figura 1
A partir das informações citadas acima, podemos definir o empuxo da seguinte maneira:
Equação 1
	Conhecendo o princípio de Arquimedes vemos que tendo um corpo mais denso do que o fluido no qual está imerso, temos a sensação de que o valor deste peso se torna menor do que ele fora do fluido. Como quando mergulhamos em um piscina, nos sentimos mais leves do que fora dela.
A diferença entre o Peso Real e o Peso Aparente corresponde ao valor do Empuxo. 
Equação 2
Objetivos
- Compreender o princípio de Arquimedes a partir da noção de empuxo
- Discernir sobre o conceito de peso real e peso aparente, bem como, determinar seus valores.
- Notar a influência da natureza de um líquido na determinação do peso aparente.
Materiais
- Haste grande
- Tripé
- Dinamômetro e seu suporte
- Cilindro de nylon e compartimento plástico de mesmo volume
- Becker
- Água e álcool
Metodologia
Para a realização deste experimento primeiramente precisaremos ajustar o dinamômetro para aferir os dados corretamente. Após o ajuste do material colocaremos no mesmo o cilindro de Nylon para que possamos achar o Peso real () do material. Assim que esse processo for realizado mergulharemos no Becker com água o cilindro ainda preso ao dinamômetro, para que assim possamos aferir o Peso Aparente () do sistema.
Para determinar o peso do líquido, devemos pendurar o cilindro oco no dinamômetro e logo após0 enche-lo com água. Com a diferença dos dois calculamos o peso do líquido que também pode ser definido pelo líquido deslocado () pelo cilindro branco.
Para que possamos perceber a relação densidade com o Empuxo, utilizamos um material que possui a densidade diferente da água, e repetimos todo o processo realizado acima.
Dados
	Água
	Cilindro Branco
	Preal (Pr) = 0,52 ± 0,01 N
	Paparente (Pa) = 0,07 ± 0,01 N
	Cilindro Preto
	Preal (Pr) = 0,20 ± 0,01 N
	Paparente (Pa) = 0,65 ± 0,01 N
	Álcool
	Cilindro Branco
	Preal (Pr) = 0,52 ± 0,01 N
	Paparente (Pa) = 0,20 ± 0,01 N
	Cilindro Preto
	Preal (Pr) = 0,20 ± 0,01 N
	Paparente (Pa) = 0,54 ± 0,01 N
	 
	Cilindro Branco
	Comprimento (L)
	70,5 ± 0,02 mm
	Diâmetro (d)
	29 ± 0,02 mm
	Volume (V)
	46,57 ± 1,69 μm3
Calculando a incerteza no volume:
Peso do líquido deslocado na água
PLD = Pr – Pa = 0,65 ± 0,01 - 0,20 ± 0,01= 0,45 ± 0,01 N
Peso do líquido deslocado no álcool
PLD = Pr – Pa = 0,54 ± 0,01 - 0,2 ± 0,01= 0,34 ± 0,01 N
Análise dos Dados
- Aumentou, pois, o empuxo é uma força de contato e oposta ao movimento, e quando o cilindro é colocado no líquido ele é somado ao sistema.
- A força do empuxo é vertical para cima.
- E = Preal – Paparente
 EAGUA = 0,52 ± 0,01 - 0,07 ± 0,01= 0,45 ± 0,01 N ;
 EALCOOL = 0,52 ± 0,01 - 0,2 ± 0,01= 0,32 0,01 N
- O empuxo na água é maior que no álcool, pois a densidade é uma grandeza diretamente proporcional ao empuxo.
- = 
 VCILINDRO (VC) = 46,57 μm3
- E = ρL.VC.g
 EAGUA = 0,46 N ;
 EALCOOL = 0,36 ± 0,05 N
- Podemos verificar que os valores são muito próximos e que suas diferenças estão dentro do valor da incerteza, tanto na água quanto no álcool.
Conclusão
A partir deste experimento podemos observar que se um corpo está imerso em um fluido uma forca é exercida pelo líquido agindo diretamente no corpo, chamada Empuxo, sendo ela direcionada para cima. Quando o corpo está flutuando podemos dizer que o que o módulo do Empuxo é o mesmo da Força Peso.
O peso aparente resulta a partir da diferença do peso real pela força de empuxo. O material tende a sofrer uma força de empuxo oposta a força peso. Quando o material possui densidade menor que a do líquido este material tende a flutuar fazendo com que a leitura da força peso sobre o material seja menor que a real.
Referências
HALLIDAY, RESNICK, WALKER. Fundamentos de Física. Vol. 2. 8 ed. Editora LTC, 2009. Capítulo 14
TIPLER, P. A. Física. Vol 1. 6 ed. LTC, 1999. Capítulo 13