Relatório Física II Empuxo

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ 
 
 
 
 
 
FÍSICA EXPERIMENTAL II 
 
EXPERIÊNCIA REALIZADA NO DIA 13.03.2014 
 
 
 
 
EMPUXO 
 
 
 
 
DIEGO ROGÉRIO ZOIO 
TURMA: 3074 – 19:20/21:00 – QUINTA-FEIRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
Rio de Janeiro 
2014
INTRODUÇÃO 
Durante a experiência realizada conseguimos com sucesso comprovar a teoria de 
Arquimedes de que todo corpo mergulhado em um fluido sofre a ação de um empuxo vertical, 
para cima, igual ao peso do líquido deslocado. 
Além disso, tivemos a oportunidade de observar como um determinado corpo se 
comporta em diversos tipos de situações diferentes quando imerso em um líquido. 
 
OBJETIVO 
Esta experiência tem como objetivo: 
� Calcular o valor do empuxo sobre um cilindro de acrílico imerso em um becker com 
água; 
� Determinar a densidade da água; 
� Responder duas questões propostas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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EMPUXO 
 
Definição 
 
É uma força exercida por um líquido em um corpo nele mergulhado, sendo esta força 
vertical e dirigida para cima. 
Descoberto por Arquimedes, matemático e engenheiro grego, que enunciou o seguinte 
princípio, que leva o seu nome: 
Princípio de Arquimedes: Todo corpo mergulhado em um fluido sofre a ação de um empuxo 
vertical, para cima, igual ao peso do líquido deslocado. 
 
PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
 
Materiais utilizados: 
- Dinamômetro; 
- Tripé universal; 
- Conjunto Arete; 
- Cilindro acrílico; 
- Recipiente Acrílico; 
- Becker graduado de 250ml completo com água; 
- Paquímetro. 
Procedimentos realizados: 
 
Utilizando o dinamômetro, realizamos a pesagem do conjunto composto pelo 
recipiente de acrílico (vazio) e cilindro de acrílico, presos um ao outro, antes da imersão do 
cilindro no Becker com água, e o peso encontrado foi de 0,86 N. Posteriormente, realizamos a 
pesagem do mesmo conjunto, mas desta vez, com o cilindro de acrílico totalmente imerso na 
água, sem tocar o fundo do Becker, e o peso encontrado desta vez foi de 0,42N. 
Em seguida, adicionamos água ao recipiente de acrílico, até enchê-lo totalmente, recolhendo 
um pouco o sistema para que o cilindro de acrílico não tocasse o fundo do Becker, e o peso 
encontrado foi de 0,80N . 
Com o auxílio do paquímetro medimos o cilindro de acrílico e encontramos o diâmetro de 
28mm e altura de 72mm. 
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Para a realização dos cálculos, utilizamos as seguintes fórmulas: 
 
 Empuxo Área do cilindro 
 E = ρl . g . Vd A = π r ². h 
 
Onde: 
E = Empuxo 
ρl = Densidade do líquido 
g = Gravidade 
Vd = Volume deslocado 
 
Estimando o valor do empuxo sobre o cilindro de acrílico 
 
Para realizar o cálculo de empuxo, utilizamos a seguinte fórmula: 
E = ρl . g . Vd 
Neste caso, como temos o peso do conjunto, basta realizar-mos a diferença do peso do 
conjunto fora d`água (0,86N) entre o peso do conjunto com o cilindro emerso na água (0,42N) 
e encontraremos o valor do empuxo. 
E = 0,86 – 0,42 
E = 0,44N 
 
Determinando a densidade da água 
 
Para determinar a densidade da água, primeiro tivemos que encontrar a área do cilindro de 
acrílico. 
 
A = π r ². h 
A = 3,14 . (14)² . 72 
A = 44311,68 mm³ 
A = 4,4 .10 ֿ³m³ 
 
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Depois de encontrado o volume, substituímos na fórmula de empuxo para encontrar a 
densidade: 
0,44 = ρl . 9,8 . 4,4 .10 ֿ³ 
ρl = 0,44 / 43,12 .10 ³ 
ρl ≈ 1,0 . 10 ³ 
 
Questões Propostas 
 
1) O que aconteceria com o dinamômetro caso o cilindro que está pres a ele descesse em 
MRU. Considere que o cilindro inicialmente está fora d`água e que o movimento 
termina quando o cilindro toca o fundo do Becker. 
 
 R: A força no dinamômetro começaria a diminuir, pois assim que o corpo começasse 
a imergir, iniciaria também uma força de empuxo contrária. 
Assim que o cilindro tocar o fundo e o movimento terminar, o dinamômetro estará 
marcando o peso aparente do cilindro. 
 
2) O que acontece com o dinamômetro quando o sistema continua descendo em MRU 
depois que o cilindro toca o fundo do Becker? 
 
R: Quando o sistema continua descendo, a força marcada no dinamômetro continua a 
diminuir, pois a força peso passa a ser aplicada no fundo do Becker gerando assim 
uma força contrária de mesma intensidade, dirigida para cima, até chegar ao ponto em 
que as forças se anulam e o dinamômetro marcará zero. 
 
CONCLUSÃO 
 
Com base nos dados encontrados, podemos afirmar que o volume do líquido deslocado tem o 
mesmo volume do corpo imerso no Becker, e mesmo volume que o líquido adicionado ao 
recipiente, pois ao adicionarmos o líquido ao recipiente de acrílico, igualamos o peso do 
conjunto com o mesmo peso de quando o corpo estava totalmente emerso. 
 
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REFERÊNCIAS 
 
Resnick, Robert; Halliday, David; Walker, Jearl / LTC. Fundamentos de Física 2 – 
Gravitação, Ondas, Termodinâmica – 8˚ Ed. 2012. 
 
SILVA, MARCO AURÉLIO, Empuxo. Disponível em: 
http://www.brasilescola.com/fisica/empuxo.htm. Acesso em 20.03.2014