pratica 5 - principio de arquimdes

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS
CURSO: BACHARELADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA
DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE ONDAS E TERMODINÂMICA
NOTA
EXPERIMENTO 5: MECÂNICA DOS FLUIDOS – PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES
PROF. JOSÉ LUIZ
 ALUNO(A): TURMA: DATA:
1 – OBJETIVO: Estudar o efeito das forças exercidas sobre um objeto quando mergulhado em um fluido;
2 – FUNDAMENTO TEÓRICO: Quando colocamos um objeto completamente na água, este sofre
uma pressão devido ao fluido. Como a pressão da água aumenta com a profundidade, a soma vetorial
de todas as forças exercidas pelo fluido resultará em uma componente verticalmente para cima. Esta
resultante é chamada de empuxo (E). O Princípio de Arquimedes diz que um corpo completamente
ou parcialmente imerso em um fluido sofrerá a ação de uma força que aponta para cima igual
ao peso do fluido deslocado [1]. Assim,
 E=ρ f . g .V f (1)
onde ρf é a densidade do fluido deslocado; Vf é o volume do fluido deslocado; g é a aceleração da gravidade. Na Fig. 01
temos a situação onde uma bola está imersa em um fluido, as forças atuantes sobre a bola são a força peso p e o empuxo
E [1]. 
4 – PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
4.1 – Meça somente o peso do êmbolo:
4.2 – Monte o sistema mostrado na Fig. 02 na situação (1) e
meça o peso do sistema (recipiente cilíndrico sem água +
êmbolo) medido pelo dinamômetro. Esta medida será D1:
 
4.3 – Adicione água lentamente ao béquer. Enquanto o 
êmbolo está sendo mergulhado descreva o que acontece com 
a medida do dinamômetro: 
_________________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________
 
Quando o êmbolo estiver imerso completamente na água, situação (2) da Fig. 02, anote a medida do peso do sistema
medido pelo dinamômetro. Esta medida será D2:
4.4 – Com uma seringa encha cuidadosamente o recipiente cilíndrico com água, descreva o que acontece com a medida
do dinamômetro:
_________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________
UFERSA – DCEN – Lab. Ondas e Termodinâmica_______________________________________________________1
3 – MATERIAL UTILIZADO
• Tripé triangular com haste principal e suporte; • Seringa sem agulha;
• Dinamômetro; • Béquer contendo água;
• Recipiente em formato cilíndrico com êmbolo;
 
Figura 01
Pêmbolo =
D1 =
D2 =
Figura 02 – ilustração do aparato e montagem.
 
Ao encher completamente, anote o valor indicado pelo dinamômetro. Este valor será D3; Note que o volume de água
no recipiente é igual ao volume do êmbolo.
4.5 – Desenhe o esquema das forças que atuam sobre o êmbolo e sobre o copo em todas as situações da Fig. 02. 
5 – QUESTÕES E PROBLEMAS
5.1 – Usando os valores de D1, D2 e D3 determine o empuxo sofrido pelo êmbolo quando estiver totalmente submerso.
_________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________
5.2 – Os valores de D1 e D3 são iguais ou diferentes? Explique._______________________________________________
_________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________
5.3 – Utilizando da Eq. 1 calcule o volume de água deslocada pelo êmbolo. (Use a densidade da água igual a 1000 kg/m3)
_________________________________________________________________________________________________
__ ______________________________________________________________________________________________
5.4 – (A) Supondo que o êmbolo seja feito somente de um material uniforme determine a densidade do êmbolo. (B)
Calcule o peso aparente quando o êmbolo estiver totalmente mergulhado na água (peso aparente é a diferença entre o
peso real do objeto e o empuxo, ou seja, Paparente = Pobjeto – E).
_________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________
5.5 – Um objeto com peso P mergulhado em certo líquido sofre um empuxo E, descreva o que acontece quando:
a) E > P
b) E = P
c) E < P
5.6 – Quais as condições necessárias para que um navio flutue? ______________________________________________
_________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________
5.7 – Duas esferas de materiais diferentes, mas de mesmo raio, têm pesos P1 e P2 (P2 > P1). Elas estão
paradas no fundo de um copo contendo água (olhe a Fig. 03). (A) Quais são as forças que atuam sobre as
duas esferas? (B) Mostre que, apesar de serem de materiais diferentes, o empuxo sobre as esferas é o
mesmo. (C) Qual esfera terá a maior força normal? Justifique sua resposta._________________________
_________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________
UFERSA – DCEN – Lab. Ondas e Termodinâmica_______________________________________________________2
D3 =
Figura 03
6 – CONCLUSÃO
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
7 – BIBLIOGRAFIA
[1] – Sears & Zemanski, Young & Freedman, Física II, Ondas e Termodinâmica, 12ª Edição, Person, 2008.
[2] – Resnick, Halliday, Krane, Física 2, 5ª Edição, LTC, 2007.
UFERSA – DCEN – Lab. Ondas e Termodinâmica_______________________________________________________3
	Universidade Federal Rural do Semi-Árido
	Departamento de Ciências Exatas e Naturais
	Curso: Bacharelado em Ciência e Tecnologia
	Disciplina: Laboratório de Ondas e Termodinâmica
	NOTA
	Experimento 5: Mecânica dos Fluidos – Princípio de Arquimedes
	Prof. José Luiz
	6 – CONCLUSÃO
	7 – BIBLIOGRAFIA