Densidade e Flutuabilidade

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Densidade e Flutuabilidade
Welinton Gonçalves da Silva
Centro Universitário Uninter 
Endereço: Rua Quintino Bocaiúva – Cep 79803030 - 778 - Dourados - MS - Brasil
E-mail: welintonsilva10@hotmail.com
Resumo: Aprender a distinguir quando um objeto irá boiar ou afundar.
Palavra-chave: Densidade e Flutuabilidade.
Introdução 
No laboratório, através dos experimentos, podemos observar conceitos de massa, peso, densidade e flutuabilidade.
Foram realizados experimentos com diversas matérias e fluidos para que descobríssemos por que alguns corpos flutuam e outros afundam.
Procedimento Experimental 01
Inicie o Virtual Physics e selecione Density and Buoyancy na lista de atividades. O programa vai abrir a bancada de estudos sobre densidade (Density).
Ache a bola de gelo (Ice), entre as bolas penduradas na parede, e arraste-a para o prato da balança. Anote a massa na Tabela de dados 1.
Use as setas para cima e para baixo no painel de controle para selecionar o fluido. Selecione o Virtual Fluid B. Este é um fluido virtual único usado somente neste laboratório virtual. Clique no botão Full abaixo do painel para ativar a opção de encher completamente o cilindro. Clique no botão Fill para despejar o fluido no cilindro de 250 
mL selecionado. Você pode selecionar outros cilindros usando as setas verdes logo acima da “boca de saída” de fluidos. Clique na parte superior do cilindro para ampliar a leitura no nível do fluido (Zoom). Anote o volume do fluido virtual na Tabela de dados 1.
Arraste a bola de gelo e solte-a na “boca” do cilindro preenchido com o fluido virtual. Clique no botão verde Drop para soltar a bola de gelo dentro do cilindro. O novo volume, contando fluido virtual e a bola, poderá ser lido na janela com o cilindro ampliado. Anote o volume na tabela.
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.
Procedimento Experimental 02
Densidade de um líquido
Use as setas para cima e para baixo no painel de controle para percorrer as opções de fluido. Selecione etanol (Ethanol ). Clique no botão Full abaixo do painel para ativar a opção de encher o cilindro completamente com o fluido. Clique no botão Fill para despejar no cilindro a quantidade selecionada de fluido. Clique na parte superior do cilindro para ampliar a leitura no nível do fluido (Zoom). Anote o volume na Tabela de dados 2.
Arraste o béquer vazio localizado em cima da bancada até a balança e anote sua massa na Tabela de dados 2.
Pegue o cilindro preenchido com etanol e derrame o conteúdo dentro do béquer vazio. Anote a massa de etanol e do béquer na Tabela de dados 2.
Anote a massa do etanol na Tabela de dados 2. Clique na alavanca azul ao lado do cilindro para esvaziá-lo (Empty).
Repita as etapas 8 a 11 para obter as densidades da água (Water) e do azeite (Olive Oil). Anote seus resultados na Tabela de dados 2.
Análise e Resultados do Experimento 01
A partir de suas medições, como determinar o volume da bola de gelo?
R: Volume: Massa/Densidade
Análise e Resultados do Experimento 02
De que maneira podemos determinar a massa do etanol e do béquer?
R: Pesando a massa do béquer vazio dividido pela gravidade, o etanol pesa ele no béquer, descontando o peso do Becker e dividindo o mesmo pela gravidade.
	
	Massa da amostra (kg)
	Volume do fluido (mL)
	Volume do fluido + amostra (mL)
	Volume da amostra (mL)
	Peso do sólido (N)
	Densidade
(g/mL)
	Empuxo exercido
pelo óleo de oliva (azeite)
(N)
	Amostra Gelo
	14.673
	229
	244
	15
	143,81
	0,9783
	21,12
	Alumínio
	49.877
	229
	248
	19
	488,77
	2,626
	91,02
	Madeira
(pinheiro)
	13.591
	229
	251
	21
	133,19
	0,6471
	27,40
Tabela de dados 01
	Amostra
	Volume da amostra (mL)
	Massa do béquer vazio (g)
	Massa do béquer + amostra (g)
	Massa da amostra (g)
	Peso do sólido (N)
	Densidade
(g/mL)
	Etanol
	229
	101,336
	231,204
	129,867
	143,81
	0,568
	Água
	229
	101,310
	330,656
	229,347
	488,77
	1,00
	Azeite
	228
	101,308
	304,711
	203,403
	133,19
	0,89
Tabela de dados 02
Análise e conclusão
01-Use a equação da densidade para calcular a densidade de cada amostra sólida. Anote seus resultados na Tabela de dados 1.
02-Use a mesma equação para calcular a densidade dos fluidos. Anote seus resultados na Tabela de dados 2. 3 Aplicando:
03-O que determina se um objeto flutua ou afunda: o peso ou a densidade do objeto? Explique.
R: Para o material flutuar na água não depende da massa desse mate
rial, mas sim da distribuição da massa pelo volume ocupado, ou seja, da densidade. Quanto mais distribuída estiver a massa, isto é, quanto maior for o volume do material, menos denso ele será e o mesmo flutuará.
04-Qual sólido vai flutuar no azeite? Explique.
R: Madeira, madeira de carvalho vermelho, cortiça, madeira de nogueira e madeira de cerejeira.
Calcule o empuxo exercido sobre cada um dos objetos imersos no azeite. Você já calculou o volume do fluido deslocado por cada objeto imerso no azeite e a densidade do azeite. Use a equação da densidade para calcular a massa do volume de azeite deslocado. Para calcular o empuxo, você necessita do peso do azeite deslocado em cada um dos casos.
Empuxo sobre um objeto = peso do fluido deslocado = massa do fluido deslocado × g.
05-Anote seus resultados na Tabela de dados 1. Agora você consegue 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 a força empurrando o objeto para cima (empuxo) é maior do que a força empurrando o objeto para baixo (peso). Compare as duas forças para prever quais objetos vão flutuar.
R: Gelo expurgo = 21,13 N < PESO 143,80 – vai afundar.
Teste suas previsões. Preencha três cilindros com azeite e coloque um objeto em cada cilindro e para observar se eles flutuam ou afundam (você pode soltar as três bolas ao mesmo tempo usando All).
06-O que aconteceria se o cilindro fosse preenchido com água e azeite ao mesmo tempo?
R: A água e o azeite ficariam separados, o azeite por cima por ser menos denso.
Preencha um dos cilindros com metade de azeite e metade de água para testar sua previsão. Clique no botão ½ no controle de distribuição antes de clicar em Fill, assim você conseguirá preencher o cilindro pela metade com azeite. Em seguida, selecione a água como fluido e clique em Fill novamente, para preencher a outra metade do cilindro.
07-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: Líquidos (do menos denso para o mais denso): Álcool, Agua, Mercúrio. Sólidos (do menos denso para o mais denso): Madeira, Gelo, Ferro.