Relatório Empuxo

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
LABORATÓRIO DE FÍSICA II
Empuxo
 
Fernanda Castro Pereira
 Karine Maciel de Carvalho
Victor Marques Duarte 
Poliany da Silva Hipólito
Lavras 2017
Objetivo
 Este experimento teve como objetivo estudar empuxo e determinar a densidade do fluido analisado (álcool em gel).
Introdução
Hidrostática
A hidrostática é a parte da física que estuda os fluidos em repouso. Apesar de a palavra "hidrostática" significar "estática da água", este termo é utilizado para designar a estática dos fluidos em geral.
Empuxo
 Ao entrarmos em uma piscina, nos sentimos mais leves do que quando estamos fora dela.
Isto acontece devido a uma força vertical para cima exercida pela água a qual chamamos Empuxo, e a representamos por .
O Empuxo representa a força resultante exercida pelo fluido sobre um corpo. Como tem sentido oposto à força Peso, causa o efeito de leveza no caso da piscina.
A unidade de medida do Empuxo no SI é o Newton (N).
Densidade
A relação entre a massa do corpo e seu volume determina a densidade.
A densidade serve para demonstrar o quanto uma substância de determinado corpo é compacta. Quando a densidade é alta, significa que o corpo possui muita massa em pouco volume, e a densidade baixa é quando os corpos possuem pouca massa em grande volume. A unidade de densidade é g/cm³.
Fundamentação Teórica
 Para o cálculo do peso aparente, temos:
T’ = mg – E (1)
sendo: E = (Empuxo) é o peso do volume de fluido deslocado. 
m = massa 
g = aceleração da gravidade
 
A equação utilizada para o cálculo do empuxo, é:
E = T – T’ (2)
sendo que T = peso real e T’ = peso aparente.
 
Para o cálculo da incerteza (intervalo de confiança) temos:
 = T² + T’² (3)
 
Para poder calcular a propagação de erros, é preciso saber a densidade do fluido, que é obtida da seguinte equação:
 (4)
Sendo = densidade do fluido.
Sendo = volume do fluido deslocado.
Para a propagação de erros, foi utilizada a seguinte equação:
 = (5)
 
A equação da discrepância relativa foi utilizada para analisar se o experimento realizado foi satisfatório ou não, sendo ela:
(6)
sendo Vt = valor teórico e Vexp = valor experimental.
Densidade teórica do álcool: 0,789 g|cm³
Procedimento Experimental
Materiais utilizados: 
Béquer 250 ml (±12,5 ml)
Cilindro de alumínio
Dinamômetro (±0,01 N) 
Haste de sustentação 
Tripé
Álcool em gel
Procedimentos:
Primeiramente foi colocado um cilindro de alumínio em um dinamômetro para ser calculado seu peso real (0,86 N). Depois, colocou-se 190 ml de álcool (volume inicial) em um béquer para posteriormente colocar o cilindro dentro do mesmo e medir seu peso aparente (0,76 N). Logo que se inseriu o cilindro dentro do béquer, foi obtido o volume final do álcool (200 ml), assim pôde-se calcular o volume deslocado (10 ml).
Resultados e Discussão
Através dos procedimentos foi obtido:
T = 0,86 N
T’ = 0,76 N
m g = 0,76 N
Vf = 10 ml
Assim através da equação (1) calculou-se o valor do Empuxo:
T’ = mg – E
0,76 = 0,86 –E
E= 0,86 – 0,76
E= 0,1 N
Obtido o valor do empuxo, através da equação (4) calculou-se a densidade do fluido (álcool).
|m³
Através da equação (3), e sabendo as incertezas dos instrumentos utilizados calculou-se a incerteza no calculo do empuxo:
= T² + T’²
= 0,01² + 0,01²
= 0,01
Logo: E = 0,1 0,01 N
Através da equação (5) a seguir, foi calculada a propagação dos erros do calculo da densidade e empuxo:
 = 
 =( 
 =( 
 = 0,1
Logo: 
Análises dos dados para conclusão:
 Analisando os valores de empuxo e densidade obtidos, e levando em consideração os erros, é possível concluir que, a densidade experimental do álcool foi de cujo valor da densidade teórica é de 0,789 g|cm³ . Com base na seguinte equação (6): obtivemos um valor para a discrepância relativa de %.
Conclusões
A partir do experimento calculamos o empuxo e a densidade de um fluido (álcool em gel). Comparando os valores obtidos no laboratório com os valores teóricos, observamos que os mesmos não são próximos, e tendo em vista a discrepância relativa maior que 5%, é possível perceber que o experimento não teve uma exatidão satisfatória. Portanto pôde-se perceber que a precisão do experimento foi consideravelmente ruim.
Referências
1) Livro: Física para cientistas e engenheiros. Volume 1. Autor: Paul A. Tipler. Capítulo 13 (Fluidos).
2) http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/EstaticaeHidrostatica/empuxo.php Acessado em 17-05-2017.