fisica 2 empuxo pronto

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Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia – Campus Jequié
Departamento de Ciências e Tecnologias - DCT
Disciplina:Fisica Geral e Experimental II
Docentes: Juan Felix
Discentes:Jessica Tamara M. Evangelista; Renata Ribas e Tamires Correia
Determinar o empuxo em diferentes substâncias
Relatório de aula prática apresentado à disciplina de 
Fisica Geral e Experimental II
, ministrada pelo professor Juan Felix
, como avaliação parcial da
 I
I
 unidade -2017.2. 
Relatório de aula prática apresentado à disciplina de 
Fisica Geral e Experimental I
, ministrada pelo professor 
Juan Felix
, como avaliação parcial do II
I semestre-2013.1
. 
Jequié – BA
Abril– 2018
Objetivo
	Determinar o empuxo exercido por um líquido sobre um corpo sólido parcialmente submerso e, através dessa medida, determinar a densidade do líquido.
Introdução
EMPUXO
O princípio de Arquimedes trata da resposta de um fluido à presença de um corpo presente nele. O enunciado pode ser descrito com as seguintes palavras: Todo corpo total ou parcialmente imerso em um fluido em equilíbrio, na presença de um campo gravitacional, fica sob ação de uma força vertical ascendente aplicada pelo fluido; esta força é denominada empuxo (E)e sua intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo []. [2: [ 1] https://www.ifi.unicamp.br/~assis/Douglas-Soares-da-Silva(2006).pdf[ 2] https://brasilescola.uol.com.br/fisica/empuxo.htm[3 ] http://web.ccead.pucrio.br/condigital/mvsl/conteudos/SL_densidade.pdf[4 ] https://anselmo.quimica.ufg.br/up/56/o/FQExpServ_P3_densidade-de-liquidos.pdf[ 5] http://lqes.iqm.unicamp.br/images/vivencia_lqes densidade_arquimedes.pdf[6 ] http://www.fisica.net/hidrostatica/principio_de_arquimedes_empuxo.php]
O empuxo é a existência da ação de várias forças sobre um corpo mergulhado em um determinado líquido. Cada força tem um módulo diferente, e a resultante delas não é nula. A resultante de todas essas forças está dirigida para cima e é exatamente esta resultante que representa a ação do empuxo sobre o corpo.
Para se calcular a intensidade da ação do empuxo existe uma pequena relação entre o empuxo e a densidade do líquido no qual o corpo está emerso [].[3: [7]. LARA, Jerusa Petróvna Resende; Efeitos do empuxo, Relatório Final a UNICAMP, São Paulo;[8]. SILVA, Douglas Soares da;Príncipiosde Arquimedes: uma demonstração qualitativa e quantitativa, Relatório Final 1 ° semestre 2006; Anexo Cálculos para o empuxo ]
Equação 1.
E= m.g
DENSIDADE
O conceito de densidade pode ser facilmente entendido na prática comparando objetos feitos a partir de diferentes substâncias, mas de mesmo volume. Portanto, sólidos com o mesmo volume - porém feitos de diferentes materiais - terão massas distintas, ou seja, materiais diferentes têm densidades diferentes[]. [4: ]
Massa volumétrica ou densidade é a razão entre a massa de um corpo e seu volume. Enquanto que densidade relativa, que é adimensional,é a razão entre duas densidades, sendo uma de referência – geralmente água [].[5: ]
A densidade, ρ,é representada matematicamente pela formula: 
ρ = 
e sua unidade no Sistema Internacional de Unidades (SI) é kgm-3, embora comumente sejam empregadas gmL-1ou gcm-3.
A densidade depende das massas dos átomos, ou moléculas,individuais e do volume efetivo que ocupam nos diferentes estados de agregação. Quando uma certa quantidade fixa de materia se expande, verifica-se uma diminuição na sua massa volumétrica. Essa contração leva ao aumento da sua densidade. 
Fundamentação Teórica
A densidade de um corpo sólido pode ser definida como a relação entre a massa do monólito e a massa de um volume igual de um líquido. A densidade relativa é característica para cada corpo sólido, e depende basicamente de dois fatores: dos elementos químicos que constituem o monólito (composição química) e a maneira como estes elementos estão arranjados dentro da estrutura cristalina [].[6: ]
Considerando, que no interior de um líquido em equilíbrio, certa porção cujo peso seja, as forças hidrostáticas com que o restante do líquido age sobre a porção considerada devem equilibrar o peso da porção líquida. A resultante de todas essas forças hidrostáticas é denominada empuxo e representada por . Assim, temos: 
Equação 2.
Se mergulharmos no líquido um corpo sólido de forma e volume idênticos aos da porção líquida considerada, não se alteram as condições de equilíbrio para o líquido. Então, as forças hidrostáticas, cuja resultante é o empuxo (), continuarão a equilibrar o peso do líquido () que agora foi desalojado pelo corpo sólido. Na situação presente, porém, o empuxo () estará agindo sobre o monólito, equilibrando o peso do monólito (Pc). 
Desenvolvendo a igualdade da equação (1), segundo a qual o empuxo tem intensidade igual à do peso do líquido deslocado pelo monólito, obtemos: 
Equação 3. 
onde gé a aceleração da gravidade (m.s-2) e mL é a massa do líquido. Sendo: 
Equação 4.
Onde dLé a densidade do líquido (g.cm-3) e VL é o volume do líquido deslocado (cm3). 
Substituindo mL, da equação (2), pela equação (3), temos: 
Equação 5.
a qual constitui a fórmula do empuxo. O peso do monólito é dado por:
Equação 6. 
onde VC e dC são, respectivamente, o volume e a densidade do corpo sólido. Admitindo que o monólito sólido esteja totalmente imerso no líquido e, sendo o corpo sólido mais denso, o volume do líquido deslocado VL é igual ao volume do corpo sólido VC: 
Equação 7.
O corpo sólido fica sujeito a uma resultante vertical com sentido de cima para baixo, denominada “peso aparente” (), cuja intensidade é dada por: 
Equação 8.
Materiais
Suporte para a mola;
Mola;
Balança;
Peso;
Suporte para os pesos
Proveta 
Reagentes
Álcool etílico a 95 %
Água
Detergente Neutro
Glicerina 
Lubrificante
Procedimentos
Montou o equipamento com suporte de fixação, régua milímetrada da mola em questão
Mediu o comprimento inicial da mola (x0). 
Prendeu um cilindro na extremidade da mola. 
Colocou-se 300 mL de água na proveta graduada.
Mediu-se a massa da proveta com o líquido dentro.
Mergulhou-se o cilindro na água, pouco a pouco, de forma a variar a leitura do volume na escala da proveta entre os 300 mL iniciais. 
Mediu o comprimento final da mola (xf ). Anotou o valor obtido . 
Repetiu os procedimentos acima para diferentes substâncias.
Resultados e Discussão
DETERMINAR O EMPUXO
Fazendo uma comparação lógica com os valores do empuxo encontrados na Tabela 1 e 2, podemos observar uma diferença significativa. No ar, a força elástica da mola é maior e quando o peso do conjunto é avaliado, nota-se que houve uma diminuição da força peso quando o cilindro esteve mergulhado em um líquido, isso ocorre, pois quando mergulhado em algum líquido há o fenômeno de empuxo, uma força contraria ao peso do cilindro, essa força apresenta direção vertical e sentido para cima.
Tabela 1–Valores relacionados ao empuxo do cilindro no ar.
	Massa 
(kg)
	Deformação da mola (m)
	Constante K 
(N/m)
	Força elástica 
(N)
	0,6956
	0,029
	13,92
	0,40
O cilindro permanece parado no ponto onde foi colocada, a intensidade da força de empuxo é igual à intensidade da força peso (E = P).[][7: ]
Tabela 2– valores relacionados ao empuxo de diferentes substâncias.
	Substâncias Líquidas
	Fe (N)
	Empuxo (N)
	Água
	0,15
	0,25
	Álcool
	0,20
	0,21
	Glicerina
	0,083
	0,32
	Lubrificante
	0,19
	0,21
	Detergente Neutro
	0,15
	0,25
Observando os líquidos apresentados, nota-se que a uma diferença mínima do valor do empuxo entre alguns líquidos. Isso se deve a características específicas do líquido como a densidade, já que a força de empuxo não depende nem da densidade do corpo submerso no fluido nem da sua massa e sim dependendo apenas do volume o objeto submerso. Como por exemplo, a água e álcool ficaram provados, por meio dos valores atribuídos na Tabela 2 acima, que a água apresenta maior empuxo do que o álcool, issoocorre, pois o empuxo depende da natureza do líquido, onde a água é mais densa que o álcool.
Com isso quanto maior a densidade do líquido, menor será a força elástica exercida pela mola, logo o valor do empuxo será maior, essa é a correlação direta com densidade. A força indicada pela mola quando o corpo está totalmente submerso na água é o peso aparente do corpo no liquido combinando esses dois fenômenos, temos que o empuxo atuando sobre o corpo é dado pela diferença entre a força indicada pela mola quando o corpo está no ar para quando ele está no liquido.O efeito do empuxo aumenta com o volume do corpo e tem influência direta sobre a mediada do peso de um corpo.
Logo o empuxo encontrado foi de igual a zero em relação o cilindro no ar porque se ele permanece parado no ponto onde foi colocada, a intensidade da força de empuxo é igual à intensidade da força peso (E = P).
Conclusão
Pode-se concluir que, ao comparar os valores do peso do volume de líquido deslocado pelo corpo submerso, identifica-se que eles apresentam o mesmo valor, que também vai ser o mesmo se calcularmos o empuxo com a equação3 que envolve a gravidade exercida sobre o corpo.
Referências