Relatório Principio de Arquimedes

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Universidade Federal do Amazonas
Insituto de Ciências Exatas
Fisica A
Princípio de Arquimedes
Manaus, Junho/2014
Objetivo
Determinar a densidade de sólidos e a intensidade do empuxo usando o Princípio de Arquimedes.
Introdução
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).
Arquimedes descobriu que todo o corpo imerso em um fluido em equilíbrio, dentro de um campo gravitacional, fica sob a ação de uma força vertical, com sentido oposto à este campo, aplicada pelo fluido, cuja intensidade é igual a intensidade do Peso do fluido que é ocupado pelo corpo.
Assim:
Procedimentos Experimentais
Materiais:
	- 1 recipiente com abertura lateral
- 1 proveta graduada
- 1 dinamômetro graduado em gf
- 1 cilindro de ferro
	- 1 cilindro de ferro
- 1 cilindro de alumínio
- recipiente com água
- recipiente com álcool.
	
	
	
	
	
	
	Primeiro foi medido o peso de ferro real e o peso quando submerso em água e em álcool usando o dinamômetro:
Pr = (0,880±0,005)N (Peso real do cilindro de ferro)
Pap = (0,770±0,005)N (Peso aparente quando submerso em água)
Pap = (0,790±0,005)N (Peso aparente quando submerso em álcool)
	O liquido deslocado ao mergulhar o cilindro de ferro foi recolhido e colocado em uma balança para medir seu peso, considerando g = 9,8m/s:
Água: Md = (11,830±0,005)g
P = Md(água) x g = (0,110±0,005)N
Álcool: Md = (9,600±0,005)g
P = Md(álcool) x g = (0,09±0,005)N
	O mesmo foi feito com o cilindro de alumínio, exceto mergulhá-lo em álcool:
Pr = (0,310±0,005)N (Peso real do cilindro de alumínio)
Pap = (0,200±0,005)N (Peso aparente quando submerso em água)
	A água transbordada (água deslocada) ao mergulharmos o cilindro de alumínio também foi pesada:
Md(água) = (11,360±0,005)g
P = Md(água) x g = (0,110±0,005)N
	Introduzindo o cilindro de ferro e o de alumínio em uma proveta graduada contendo água foi determinada a leitura do dinamômetro conforme a tabela a seguir:
	
	2mm
	4mm
	6mm
	8mm
	10mm
	12mm
	Ferro
	0,910N
	0,880N
	0,870N
	0,860N
	0,850N
	0,830N
	Alumínio
	0,290N
	0,270N
	0,250N
	0,230N
	0,210N
	0,190N
 	
	O mesmo foi feito em uma proveta contendo álcool, e os resultados seguem na tabela abaixo:
	
	2mm
	4mm
	6mm
	8mm
	10mm
	12mm
	Ferro
	0,890N
	0,880N
	0,870N
	0,860N
	0,860N
	0,850N
	Alumínio
	0,300N
	0,300N
	0,290N
	0,290N
	0,290N
	0,290N
	Com esses dados é possível calcular a densidade relativa (ρrel) dos cilindros de ferro e de alumínio.
	Sabemos que para calcular densidade relativa podemos usar a expressão ρrel = (Pr) / (Pr - Pap) já conhecida. Então, substituímos os valores de Pr e Pap uma vez do ferro e outra vez do alumínio para determinarmos as respectivas densidades relativas:
Para o Ferro:
ρrel = (0,880N)/(0,880N - 0,770N)
ρrel = (0,880N)/(0,11N)
ρrel = 8
Para o Alumínio:
ρrel = (0,310N)/(0,310-0N - 200N)
ρrel = (0310N)/(0,11)
ρrel = 2,81
(Temos que ρrel é adimensional)
	Podemos também calcular a intensidade do Empuxo usando a seguinte expressão: E = md x g onde E é o empuxo, md é a massa do liquido deslocado e g é a gravidade. Para calcular o empuxo exercido pela água basta substituir os valores encontrados na expressão.
E(água) = 11,830g x 9,8m/s
E(água) = 0,115N
	Para calcular o empuxo exercido pelo álcool basta substituirmos md pela massa do álcool deslocado:
E(álcool) = 9,6g x 9,8m/s
E(álcool) = 0,09N
				
Conclusões
		Ao término do experimento, conclui-se que ao mergulharmos um corpo em um líquido, este exerce uma força vertical para cima, fazendo com que o peso aparente do corpo seja reduzido à medida que ele vai sendo mergulhado no líquido. Esse empuxo depende da densidade do liquido no qual o objeto está sendo submergido.
	O módulo do Peso do liquido deslocado é igual ao módulo do empuxo exercido pelo líquido, ou seja, quanto mais denso for o líquido, maior é a intensidade do empuxo. Isso explica por que objetos afundam ou flutuam em determinado liquido.
Referências
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/EstaticaeHidrostatica/empuxo.php