Determinação do Empuxo por Arquimedes

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Empuxo
Beatriz Horst 
FSC238 – Laboratório de Física
Centro Universitário Franciscano – UNIFRA
e-mail: b.horst@unifra.edu.br
Resumo: O experimento foi realizado com o objetivo de determinar o empuxo sobre certo corpo através do Conjunto de Arquimedes utilizando as Leis de Newton e, portanto, a Lei de Hooke. Foi observado o comportamento da mola ao ser suspensa em diferentes fluidos. 
Palavra chave: força, empuxo, Arquimedes.
	
Introdução
	
	No Tratado dos Corpos Flutuantes, Arquimedes estabeleceu leis fundamentais da Estática e da Hidrostática. Um dos principios fundamentais da Hidroatática é: ”Todo corpo mergulhado total ou parcialmente em um fluido sofre uma impulsão vertical, dirigido de baixo para cima, igual ao peso do volume do fluido deslocado, e aplicado no centro de impulsão”. O centro de impulsão é o centro da gravidade e para o objeto flutuar, o peso da água deslocada pelo objeto tem de ser maior que o próprio peso do objeto.
	Essa impulsão vertical é conhecida como empuxo, equação 01. O empuxo é uma força de reação. Sua unidade no SI é o Newton (.)
					(01)
Procedimento Experimental
	
	Com o conjunto de Arquimedes, foi utilizada as Leis de Newton e a Lei de Hooke para observar as forças do empuxo e após, determinar a sua intensidade. 
	Os instrumentos utilizados no experimento são o aparelho de Arquimedes, suporte, mola e água. A mola foi calibrada, definindo sua constante elástica (). O cilindro oco foi suspenso na mola, que estava no suporte, e foi definido o referencial. O cilindro maciço foi suspenso no cilindro oco, deformando a mola. Após, o conjunto foi mergulhado num recipiente contendo agua, resultando uma nova deformação. O valor do empuxo foi determinado sobre o cilindro maciço. Assim, o cilindro oco foi preenchido com um volume de água igual ao volume do cilindro maciço.
	Por fim, a seguinte pergunta foi feita: uma rolha tem densidade . Determinar qual a fração do volume da rolha que está submerso quando a rolha flutua na água. 
Resultados 
	Ao calibrar a mola, foi descoberta sua constante elástica de valor .
	Após calibrar a mola, foi definido o zero de referencia suspendendo o cilindro oco na mola. O cilindro maciço foi suspenso no cilindro oco e a elongação resultante da mola foi . O cilindro maciço foi mergulhado em um recipiente contendo agua e a nova elongação da mola é .
	Ao utilizar a Lei de Hooke, foi determinado o peso do corpo fora da agua , e o peso do corpo dentro da água . A partir disso, encontrou-se o empuxo .
	Ao preencher o cilindro oco com agua, a elongação resultante da mola teve o valor inicial, atingindo a mesma altura .
	A resposta para a questão proposta é que da rolha fica submersa.
Conclusão
	
	Ao suspender o cilindro oco dentro de um recipiente com água, a elongação da mola não se deformou como a elongação da mesma mola fora do líquido. Isso pode ser comprovado de acordo com o fundamento da Hidrostática descrito por Arquimedes, o empuxo. Mas, assim que o cilindro oco foi preenchido por um volume de água igual ao volume do cilindro maciço, o peso aumento e deformou mais a mola. 
Referências 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Arquimedes
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/EstaticaeHidrostatica/empuxo.php