Fisica 3- Principio de arquimedes

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Sorocaba, 19 de Outubro de 2018. 
 
Universidade de Sorocaba
Engenharias
Física Geral e Experimental 3
 
 	 
PRINCIPIO DE ARQUIMEDES
EMANUELE DE M. SOUZA; JEFERSON GOMES MERLO, JOÃO KLÉBER G. CARVALHO; MARIANA CRISTINA L. DO NASCIMENTO; MARIA CAROLINE A. DE ALMEIDA; 
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1. Introdução Teórica 
Arquimedes, grande matemático, físico e filosofo francês, descobriu o princípio fundamental das forças de flutuação: Um corpo total ou parcialmente imerso em um fluido é expelido para cima por uma força de módulo igual ao peso do fluido deslocado, e dirigida para cima segundo uma reta que passa pelo centro da gravidade do fluido deslocado. (Keller, 1997).
O princípio de Arquimedes pode ser resumindo da seguinte maneira: todo corpo imerso total ou parcialmente num liquido recebe uma força vertical, de baixo para cima, igual ao peso da porção de liquido deslocado. (Bonjorno, 1993)
Notamos que o valor do empuxo (E) , atua em um corpo mergulhado em determinado fluido é o mesmo que o peso do fluido deslocado pelo corpo:     
Onde Md é a massa do volume deslocado e g é a aceleração da gravidade
Onde D é a densidade e V volume.
Sendo assim o empuxo pode ser descrito em forma de função do volume
Segundo Resnick, 2003, o empuxo é uma força de sustentação pelo liquido sobre um corpo imerso totalmente ou parcialmente neste liquido.
Ou seja, quando notamos determinados objetos descendo quando são colocados sobre o fluído o seu peso é maior que sua força de empuxo, fazendo o objeto se deslocar para o fundo do recipiente. Quando a massa do objeto é menor que o empuxo o mesmo ira flutuar sobre o determinado fluído.
2. Objetivos
Os objetivos desse experimento são a verificação da lei do empuxo (princípio de Arquimedes) e a identificação das forças atuantes do sistema.
 
3. Detalhes do Experimento 
Material utilizado:
Tripé Universal Cidepe®;
Um Dinamômetro Cidepe® (precisão 0,01 N);
4 Cilíndros 
Balança Marte Científica (precisão: 0,1 g);
Calculadora Casio;
Caderno para anotações;
Béquer
Proveta 
Notebook 
Procedimento:
Inicialmente utilizando um paquímetro medimos o comprimento e o diâmetro dos quatro corpos e anotamos. Em seguida, montamos o equipamento a ser utilizado, prendendo o dinamômetro por meio de um gancho metálico no suporte do tripé, colocamos os corpos suspensos no dinamômetro, um de cada vez, e anotamos o valor do peso indicado no dinamômetro.
Posteriormente colocamos um béquer com água embaixo do dinamômetro e mergulhamos os corpos, regulamos o sistema de forma de os corpos não tocassem no fundo do recipiente deixando-os totalmente submersos na água, o valor do peso aparente expresso no dinamômetro foi anotado.
Logo após fomos até a bancada onde encontrava-se a balança. Lá realizamos cinco mediadas diferentes da massa e de volume de água que colocamos em uma proveta, esses valores também foram anotados e os utilizamos para obter um gráfico de massa versos volume através do Excel, através da equação do gráfico conseguimos o valor da densidade da água.
Por fim, levamos os corpos para balança onde obtivemos suas massas e, com auxílio de um paquímetro medimos o diâmetro e a altura de cada corpo, anotamos os valores.
Com todos os resultados disponíveis fizemos todos os cálculos que foram solicitados pelo professor para poder fazer as análises necessárias.
 
Figura 1- Detalhes do equipamento
4. Resultados e Discussão 
Utilizamos o peso do recipiente, acrescentando o peso da água e diminuímos pelo valor do peso do recipiente para encontrarmos a massa do fluido.
Tendo em mãos o peso real e o peso aparente. Calculamos a força de Empuxo.:
Como podemos notar nas tabelas e gráficos abaixo:
	Volume (ml) (+-0,5)
	Massa (g) (+- 0,1)
	80
	162,1
	90
	171,7
	100
	181,3
	50
	131,4
	70
	152,2
Tabela1- Densidade da massa
	Corpos
	P
	εP
	Papa
	εPepa
	Pl
	Pc
	εPc
	1
	0,88
	0,01
	0,78
	0,01
	0,9976
	8,7789
	1,2455
	2
	0,40
	0,01
	0,26
	0,01
	0,9976
	2,8503
	0,2966
	3
	1,19
	0,01
	1,06
	0,01
	0,9976
	9,1319
	0,9964
	4
	0,64
	0,01
	0,20
	0,01
	0,9976
	1,4511
	0,0519
Tabela 2- Densidade(empuxo)
Tabela 3- Densidade (m/v)
	Corpos
	m (g)
	εm
	d(mm)
	Εd
	h(mm)
	εh
	Pc
	εPc
	1
	87,8
	0,1
	19,10
	0,05
	40,10
	0,05
	0,008
	4,20E-05
	2
	39,0
	0,1
	19,10
	0,05
	49,90
	0,05
	0,003
	1,61E-05
	3
	119,9
	0,1
	19,00
	0,05
	49,55
	0,05
	0,009
	4,63E-05
	4
	62,6
	0,1
	28,00
	0,05
	72,10
	0,05
	0,001
	5,60E-06
 Ao analisar os dados podemos notar que a força de empuxo exercida sobre o cilindro é igual o peso da água, isto ocorre porque a força de empuxo exercida sobre algum objeto imerso em qualquer fluido é resultante da massa do volume ocupado pelo objeto, vezes a gravidade Fe = m (fluido).g , explicando assim os dados do experimento.
5. Conclusões 
Com a realização do experimento podemos comprovar a presença do Empuxo que é descrito no Principio de Arquimedes, observamos que quando mergulhamos o corpo no bérquer com água o comprimento do dinamômetro é menor do que foi medido fora do bérquer, pois o peso do corpo é aparentemente mais leve no béquer com agua devido a força de Empuxo, e o volume do líquido aumentou de acordo com a massa do corpo adicionado no líquido.
Os resultados experimentais tem alguns erros em comparação a resultados teóricos, isso em virtude de alguns erros operacionais na execução que podem ocorrer no experimento e também a limitações de equipamentos como escala do dinamometro resolução da balança análitica. 
 
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6. Referências 
LIVRO 
H. Moysés Nusenzveig. Curso de Física Básica 2 : Oscilações e Ondas Calor. 5ª Edição. São Paulo/SP: Editora Blucher, 2014. 375 páginas. 
Luiz Marcelo Darros e Carlos Ariel Samudio Pérez. Principio de Arquimedes: uma abordagem experimental. Volume 12, nº 2 Passo Fundo/ RS: Física na escola, 2011