Densidade e Flutuabilidade

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Densidade e Flutuabilidade 
 
A.M. Dantas 
Centro Universitário Uninter 
Pap – Endereço do Pap. – CEP: 80610 - 140 – Cidade – Estado - Brasil 
e-mail: antonioprofessor@hotmail.com 
 
Experimentos de física que tem como objetivo aprofundar o conhecimento sobre densidade 
e empuxo. Nesse experimento podemos perceber ou antever quando um objeto vai boiar ou 
afundar. 
 
Palavras chave: (densidade, empuxo, fluido, massa, volume, gases) 
 
Introdução
Os estudos de densidade e 
empuxo é muito importante para nosso 
dia a dia. Com eles podemos descobrir 
quando um objeto afunda ou flutua. Em 
posse desse conhecimento 
compreendemos melhor porque um 
navio não afunda e porque um corpo boi. 
Os experimentos aqui realizados 
no laboratório virtual, nos ajudará 
compreender melhor esse conteúdo. 
 
Procedimento Experimental 
 
Inicie o Virtual Physics e 
selecione Density and Buoyancy na lista 
de atividades. O programa vai abrir a 
bancada de estudos sobre densidade 
(Density) conforme imagem abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
É preciso medir a densidade de 
objetos sólidos e de vários fluidos com a 
intenção de tentar prever se os objetos 
sólidos afundam ou flutuam. É preciso 
também calcular o empuxo exercido 
sobre os sólidos em um dos fluidos. Ao 
encontrar a bola de gelo (Ice), entre as 
bolas penduradas na parede, foi arrastada 
para o prato da balança. O valor 
mostrado pela balança foi anotado 
Tabela de dados 1. 
Usando as setas para cima e para 
baixo no painel de controle encontre o 
fluido. Selecionei o Virtual Fluid B. Este 
é um fluido virtual único usado somente 
neste laboratório virtual. Cliquei no 
botão Full abaixo do painel para ativar a 
opção de encher completamente o 
cilindro. Cliquei no botão Fill para 
despejar o fluido no cilindro de 250 mL 
selecionado. Poderia selecionar outros 
cilindros usando as setas verdes logo 
acima da “boca de saída” de fluidos. 
Cliquei na parte superior do cilindro para 
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Tabela de dados 1 
ampliar a leitura no nível do fluido 
(Zoom). Anotei o volume do fluido 
virtual na Tabela de dados 1. 
Arrastei a bola de gelo e soltei-a 
na “boca” do cilindro preenchido com o 
fluido virtual. Cliquei no botão verde 
Drop para soltar a bola de gelo dentro do 
cilindro. O novo volume, contando 
fluido virtual e a bola, foi lido na janela 
com o cilindro ampliado. Anotei o 
volume na tabela. 
Solucionando problemas. A 
partir de suas medições, como 
determinar o volume da bola de gelo? 
R- Subtraindo o volume do objeto 
submerso do volume do líquido inicial 
do fluído. 
 
Repita as etapas 2 a 5 para testar 
outras duas amostras: alumínio 
(Aluminium) e madeira de pinheiro 
(Pine Wood). Anote suas medições na 
Tabela de dados 1. 
Calcule o peso de cada objeto. 
Lembre-se: peso = massa × força da 
gravidade (g). Use as massas em 
quilogramas e g = 9.8 m/s2. 
 
 
 
 
 
Amostra Massa da 
amostra 
(kg) 
Valume 
do fluido 
virtual 
(mL) 
Valume 
do fluido 
virtual + 
amostra 
(mL) 
Valume 
da 
amostra 
(mL) 
Peso do 
sólido (N) 
Densidade 
(g/mL) 
Empuxo 
exercido 
pelo óleo 
de oliva 
(azeite) 
(N) 
Gelo 0,013513 229 244 15 0,1324 0,9008 0,1321 
Alumínio 0,043221 229 246 17 0,4235 2,5424 0,1497 
Madeira 
(pinheiro) 
0,010233 228 242 14 0,1002 0,7309 0,1233 
 
 
Densidade de um líquido 
 
No painel de controle utilizando 
as setas para cima e para baixo para 
percorrer as opções de fluido e 
selecionar o etanol. 
Após selecionar o etanol, 
clicando no botão Full abaixo do painel 
ativa a opção de encher o cilindro 
completamente com o fluido. Ao clicar 
no botão Fill despeja no cilindro a 
quantidade de fluido selecionado. Na 
parte superior do cilindro ao passar o 
mouse ativa a opção (Zoom). Registrar 
na tabela de dados 2 o valor apresentado. 
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Tabela de dados 2 
 Em cima da bancada tem um 
béquer vazio. Arrastá-lo até a balança e 
anotar sua massa na Tabela de dados 2. 
 Peguei o cilindro com etanol e 
derramei o conteúdo dentro do béquer 
vazio. O valor de sua massa juntamente 
com a massa do béquer foi registrado na 
Tabela de dados 2. 
De que maneira podemos determinar 
a massa do etanol e do béquer? 
R – A massa do béquer podemos 
encontra-la medindo na balança com ele 
vazio. Já a do etanol, medimos sua massa 
juntamente com a do béquer, depois 
subtraímos o valor encontrado da massa 
do béquer vazio. Dessa maneira 
podemos determinar suas massas. 
 Refazendo todo processo foi 
possível encontrar as densidades da água 
(Water) e do azeite (Olive Oil). Os 
valores encontrados estão registrados na 
Tabela de dados 2.
 
 
 
Amostra 
Volume 
da 
amostra 
(mL) 
Massa do 
béquer 
vazio (g) 
Massa do 
béquer + 
amostra 
(g) 
Massa da 
amostra 
(g) 
Densidade 
(g/mL) 
Etanol 229 101,310 232,023 130,713 0,571 
Água 227 101,310 329,240 227,93 1,0040 
Azeite 228 101,340 305,907 204,907 0,899 
 
 
Análise e conclusão 
 
 Usando a equação de densidade 
podemos calcular a densidade de cada 
amostra sólida. Os resultados estão na 
Tabela de dados 1. 
 Usando a mesma equação foi 
possível calcular a densidade dos 
fluidos. Os valores estão na Tabela de 
dados 2. 
O que determina se um objeto flutua 
ou afunda: o peso ou a densidade do 
objeto? Explique. 
R – A densidade. Ela determina se o 
objeto afunda o flutua. Quando a 
densidade do objeto é maior que a do 
fluido, este afunda. Quando ela é menor, 
flutua. 
Qual sólido vai flutuar no azeite? 
Explique. 
R- Pegando os dados dos experimentos o 
azeite tem densidade de 0,899 g/mL. 
Para flutuar o objeto tem que ter 
densidade inferior. Analisando a Tabela 
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1, podemos perceber que o único objeto 
com densidade inferior é a madeira. 
Na Tabela de dados 1, na última 
coluna, pede o valor do empuxo sobre 
cada objeto imersos no azeito. O volume 
e a densidade de cada objeto imersos no 
azeite já foi calculado. Com esses dados 
foi possível calcular a massa do volume. 
Para esse cálculo precisamos da massa 
do fluido deslocado. 
Com esses dados é possível saber 
se um objeto vai afundar ou flutuar: basta 
comparar o peso do objeto e o empuxo 
exercido sobre ele. Se a força de empuxo 
é maior do que o peso, o objeto vai 
flutuar, já que há uma força empurrando 
o objeto para cima (empuxo) que é maior 
do que a força empurrando o objeto para 
baixo (peso). Comparando as duas 
forças, podemos prever quais objetos 
irão flutuar ou afundar. 
Testando as previsões 
 
Foi Preenchido os três cilindros com 
azeite e coloquei um objeto em cada 
cilindro e observei se eles flutuam ou 
afundam, (podemos soltar as três bolas 
ao mesmo tempo usando All). 
O que aconteceria se o cilindro fosse 
preenchido com água e azeite ao 
mesmo tempo? 
R – Como o azeite é menos denso, ele 
fica na parte de baixo e a água na parte 
de cima do cilindro. 
Essa previsão foi testada 
preenchendo um dos cilindros com 
metade azeite e metade água clicando no 
botão ½ no controle de destruição antes 
de clicar em Fill, em seguida foi 
adicionado ½ de água seguindo o mesmo 
procedimento. 
O que você observaria se os três 
sólidos e os três líquidos fossem 
misturados no mesmo cilindro, ao 
mesmo tempo? Liste os sólidos e 
líquidos na ordem em que eles 
estariam dispostos no cilindro, de 
cima para baixo. Explique como você 
determinou essa ordem. 
R – O objetos e líquidos demenos 
densidades ficariam na parte de cima 
seguindo a ordem dos menos densos. 
Na ordem ficaria: etanol, madeira, azeite, 
gelo, água e por último na parte de baixo 
alumínio. Nesse caso o etanol ficaria 
submerso no etanol, o azeite abaixo do 
etanol com o gelo submerso no azeite e 
água na parte de baixo com o alumínio 
no fundo do cilindro. 
 
 
 
 
5 
 
Conclusão 
 
Com esses experimentos 
compreendemos melhor como os gases 
se comportam. Ao comprimir ou 
expandir, os gases voltam ao seu volume 
original. Aprendemos que para descobrir 
se um corpo afunda ou flutua depende da 
densidade do corpo e do fluido. 
Entendemos assim, que contrária 
a força peso tem uma força chama 
empuxo. Quando a força peso for maior 
que o empuxo o objeto também afunda e 
quando essa for menor o objeto boia. 
Referências 
 
[1] N.Sobrenome e M. Nonono, 
“Estudo da Física na Engenharia” C. 
Aprendeu 46 (1972) 27-32. 
[2] A. Gerônimo, S. Vergonha 
“Influenciado pelo Estudo” Conf. 
Brasileira do estudo da Física, Curitiba, 
21- agosto 1972, pp. 9-11, Publicação.