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Experimento 10: Hidrostática/Força de Empuxo (E) Introdução Neste experimento temos como objetivo analisar forças de empuxo e a atuação que alguns líquidos exercem sobre um corpo quando mergulhado no mesmo e como cada corpo reage quando mergulhado na agua e no álcool. Objetivo: Verificar experimentalmente o princípio de Arquimedes, o qual diz que a força de empuxo que atua em um objeto submerso é igual ao peso do volume de líquido deslocado pelo objeto. Procedimento: Atividade 1: Empuxo e a natureza do líquido Ajustar o equipamento conforme figura abaixo: Verificar se o dinamômetro está calibrado. Anotar o valor indicado no dinamômetro. Será o peso real do sistema (copinho + cilindro). Preal=0,75N Mergulhar o cilindro de náilon em água. Utilize o recipiente e o elevador. Anote o valor indicado no dinamômetro. Será o peso aparente do sistema. Paparente=0,30N O que você observou em relação ao peso do conjunto? (aumentou ou diminuiu). Diminuiu. Por que o peso do conjunto se alterou? Porque massa deslocada de agua, exerce uma força contraria a força peso, exercida no sistema. Determine o módulo da força de Empuxo através da seguinte equação: E = Preal - Paparente E = 0,75-0,30 E = 0,45N Refaça a atividade utilizando ÁLCOOL. Anotar o valor indicado no dinamômetro. Será o peso real do sistema (copinho + cilindro). Preal=0,75N Mergulhar o cilindro de náilon em álcool. Utilize o recipiente e o elevador. Determinar o módulo da força de EMPUXO através da seguinte equação: E= Preal - Paparente E = 0,75 – 0,36 E = 0,39N Qual substância (água ou álcool) apresenta maior empuxo? Água Qual a principal diferença entre a água e o álcool que justifica os valores diferentes do Empuxo? A densidade da água é maior que a do álcool, portanto o empuxo da água é menor. Atividade 2: Empuxo e peso do volume de líquido deslocado Ajustar novamente o equipamento conforme figura acima. Anotar o valor indicado no dinamômetro. Será o peso real do sistema (copinho + cilindro). Preal=0,75N Mergulhar o cilindro de náilon em água. Utilize o recipiente e o elevador. Anotar o valor indicado no dinamômetro. Será o peso aparente do sistema (copinho + cilindro) Paparente=0,30N Determine o módulo da força de EMPUXO através da seguinte equação: E = Preal - Paparente E = 0,75-0,30 E = 0,45N Retire o cilindro da água. Observe que o volume do “copinho” é igual ao volume do cilindro de náilon. Encha o “copinho” com água até a sua borda. Anote o valor indicado no dinamômetro. Será o peso total do sistema (copinho + cilindro + água). Ptotal=0,12N Calcular o peso da água colocado no copinho: Págua = Ptotal - Preal Págua = 1,2-0,75 Págua = 0,45N Comparar o valor do empuxo (E) com o peso da água (Págua). São iguais ou diferentes? São iguais. Qual o objetivo de se comparar o valor do empuxo com o peso da água colocado no copinho? O peso da água e do cilindro são os mesmos, pois o volume também é o mesmo. Atividade 3: Empuxo medido x Empuxo calculado Calcular o volume do cilindro de náilon (V = πR²h). Onde R é o raio do cilindro e h sua altura. Para facilitar sua medição, utilize o paquímetro. R=1,45cm = 0,0145mV=(π.R²).h V=π.(0,0145²).(0,07) V=4,624. 10-5m³ h=7,00cm = 0,07m V=0,385cm³ Dados: dágua= 1g/cm³ = 10³kg/m³ e g= 9,8m/s² , calcule o empuxo utilizando a seguinte equação: E = dáguagVdeslocado E= 103.9,8.(4,624.10-5) E=0,45 Por que foi utilizado o volume do cilindro no lugar do volume deslocado na equação anterior? Porque não tem como calcular a massa. Comparar o valor do empuxo calculado pela fórmula com o valor obtido experimentalmente no passo 6 da atividade 1. Valor experimental=0,45 Valor obtido através da formula=0,45 Encontre o erro obtido em (%). Não tem erro. Atividade 4: Densidade do álcool utilizando o empuxo Transcreva aqui o valor do Empuxo obtido na atividade 1. E = 0,39 Determine a densidade do álcool utilizando a equação abaixo: E = dálcoolgVdeslocado 0,39= dalcool.9,8.(4,624.10-5) dalcool = 0,861 Comparar o valor obtido com o valor teórico médio tabelado dálcool= 0,867 kg/m³. Valor obtido= 0,861 Valor teórico= 0,867 Encontre o erro obtido em (%). 1,92% Conclusão Através de estudos a respeito dos dados coletados e da pratica do experimento no laboratório de física, concluímos que quando um corpo mergulhado no liquido este tende a empurrar o corpo para fora. Ou seja o liquido tende a voltar ao seu estado inicial e também é perceptível que essa força, o empuxo, varia de acordo com cada substância.
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