Relatório 2 Física II

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Faculdade Estácio De Sá
Curso Engenharia Civil
Professor: Leo De Oliveira Franco. Disciplina: Física Teórica Experimental II
Alunos:
Bruna Luana de Almeida
EdenirZabicki Soares Ramos
Natalie Rodrigues P. Paca
Rafael Machado Da Silva
Rodrigo Logen
Petrópolis –RJ
2016
1- OBJETIVOS
 
Os objetivos destes experimentos são provar os resultados obtidos por Arquimedes, que são:
-Identificar o empuxo como aparente diminuição da força peso de um corpo submerso num líquido;
-Reconhecer a veracidade da afirmação “Todo corpo mergulhado em um fluido fica submetido à ação de uma força vertical, orientada de baixo para cima, denominada empuxo, de módulo igual ao peso do volume do fluido deslocado.”
-Reconhecer a dependência do empuxo em relação à densidade do líquido deslocado (mantendo o mesmo corpo submerso);
-Determinar experimentalmente a densidade de um sólido através do empuxo sofrido por ele ao ser submerso na água.
2- APARATOS EXPERIMENTAIS
2.1 Instrumentação
Para este experimento foram utilizados os seguintes materiais abaixo:
Painel para hidrostática
Marca: Cidepe ®
Modelo: N/C
Nº de série: EQ033.11
Becker de 250ml
Marca:Uniglas
Modelo: Vidro borosilicato 3.3 com bico vertedor
Graduação: 50 - 250ML
Becker de 2.000ml
Marca:TGI ilmabor
Modelo: Vidro termo resistente
Dinamometro
Marca: Cidepe ®
Modelo: N/C
Erro:2 
Pipeta Graduada com Pera 5 ml – 1/10
Marca: Poliglass
Modelo: P849
Seringa 10ml
Marca: Descarpack
Modelo: N/C
Água com corante azul
3 – FORMALISMOS TEÓRICOS
	Arquimedes descobriu o princípio fundamental das forças de flutuação: Um corpo total ou parcialmente imerso em um fluido é expelido para cima por uma força de módulo igual ao peso do fluido deslocado, e dirigida para cima segundo uma reta que passa pelo centro da gravidade do fluido deslocado.
O princípio de Arquimedes pode ser resumindo da seguinte maneira: Quando um corpo está totalmente submerso em um fluído uma força de empuxo Fe, exercida pelo fluido age sobre o corpo. A força é dirigida para cima e tem um módulo igual ao peso mfg do fluido deslocado pelo corpo.
Um fluido é uma substância que pode escoar e assumir a forma do recipiente em que se encontra. A característica mais notada dos fluidos é que estes não podem resistir a uma força paralela à sua superfície, pois os mesmos escorrem, assumindo a forma do recipiente ou deformando conforme o vetor força exercido. 
Dentre os princípios e equações desenvolvidas durante o estudo do comportamento dos fluidos, um dos que se destaca é o Princípio de Arquimedes. 
Consideremos um corpo cilíndrico de área da base A e altura h, totalmente imerso num fluido em equilíbrio, cuja densidade é 
.
Por simetria, as forças laterais se cancelam aos pares, enquanto as forças aplicadas nas bases superior e inferior geram uma diferença de pressão, onde na parte inferior é maior que na parte superior, que pode ser obtido da Lei de Stevin:
Logo, a diferença de pressão é:
Esta diferença de pressão cria uma força superficial resultante exercida pelo fluido sobre o cilindro, que será: 
Onde os vetores áreas são definidos como:
Substituindo, encontra-se: 
Quer dizer que o fluido exerce uma força vertical dirigida para cima, também conhecida como Empuxo (
). Por conseguinte, a força 
, em termos de densidade do fluido e altura do objeto imerso, é dada por:
Nesta última equação percebe-se que o empuxo é proporcional ao volume (
) do objeto (cilindro) e à densidade do fluido (
), o que equivale à massa de fluido deslocada pelo objeto: 
e
Por outro lado, o peso da porção de fluido deslocada é:
 
Assim:
No caso do sólido, o empuxo atua como força volumétrica aplicada no centro de gravidade do fluido deslocado, porém, a força peso do sólido atua no centro da gravidade do mesmo. Se a densidade do sólido for menor que a do fluido, o empuxo é maior que o peso, implicando flutuação do sólido. 
Logo, o enunciado de Arquimedes se resume a:
“Um corpo total ou parcialmente imerso num fluido, recebe do fluido o empuxo igual e contrário ao peso da porção de fluido deslocada, e aplicado no centro de gravidade da mesma”.
O peso aparente (Pa) de um objeto submerso em fluido é dado por:
Onde é o peso do objeto. Pode-se reescrever a Equação 12 como:
Ou ainda:
4- ProcedimentoS ExperimentaIS
 
 
 
 
5- dados
5.1- Dados para o experimento
	Dados do experimento do dinamômetro.
	Becker
	Temperatura Cº
	Densidade aproximada
	Conversão de medida 
(ml – m³)
	250 ml
	20ºC
	0,99g/cm³
	Ml x 1.000 = resultado
6- Resultados
6.1- Cálculos
	Bloco parcialmente submerso
	Resultado
	Empuxo do fluido (N)
	Fe= 1.000 x 9,8 x 0,0000195
	0,1911N
	Peso aparente (N)
	Pa= 12 – 0,1911
	11,8089N
	Bloco totalmente submerso
	Resultado
	Empuxo do fluido (N)
	Fe= 1.000 x 9,8 x 0,00005
	0,49N
	Peso aparente (N)
	Pa= 21 – 0,49
	20,51N
	Resultados do experimento do dinamômetro.
	Objeto
	Volume deslocado (mL)
	Empuxo do fluido (N)
	Leitura do dinamômetro
	Peso aparente (N)
	Formulas
	-
	Fe= v . g . ρ
	Erro = 2
	Pa= P - Fe
	Bloco parcialmente submerso
	19,5ml
	0,1911N
	14 – 2 = 12
	11,8089N
	Bloco totalmente submerso
	50ml
	0.49N
	23 – 2 = 21
	20,51N
7- Conclusões
Dentre os princípios e equações desenvolvidas durante o estudo do comportamento dos fluidos, um dos que se destaca é o Princípio de Arquimedes.
Assim, comprovando que o principio de Arquimedes de fato é verídico e satisfatório para calcular densidades de múltiplos objetos.
8- Referências
Manuais dos aparelhos 
Material fornecido pelo Professor
Notas de aula
HALLIDAY, RESNICK, WALKER; Fundamentos da Física, VOL. 2, 8ª Edição, LTC, 2009.
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