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1 INSTITUTO FEDERAL CATARINENSE – CAMPUS SÃO BENTO DO SUL ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO GILSON SCHEIBE DA COSTA RENAN BOHOMO DE ALMEIDA EMPUXO SÃO BENTO DO SUL – SC 2019 2 GILSON SCHEIBE DA COSTA RENAN BOHOMO DE ALMEIDA EMPUXO Trabalho sobre Empuxo apresentado à disciplina de Física Experimental II, do curso de Engenharia de Controle e Automação do Instituto Federal Catarinense – Campus São Bento do Sul, sob a orientação da professora Patricia Ternes Dallagnollo. SÃO BENTO DO SUL 2019 3 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO...................................................................................... . 4 2 Objetivos………………........................................................................ 4 3 Materiais…………………….....................................................……….. 5 4 Procedimento Experimental……………………………………………. 5 5 Tabela de Dados Gráficos ………………………………….................. 5 6 Erro percentual…………….....................................................……….. 6 7 Força de Empuxo……….........................................................……….. 6 8 Considerações finais…………………………………………………….. 7 9 Referências……………….................................................................... 7 4 1 INTRODUÇÃO Este relatório apresenta os resultados experimentais obtidos em laboratório para determinar o empuxo de corpos quando imerso em um fluido. Nesse experimento explicaremos conceitos importantes dos fluidos conforme descrito por Arquimedes e Pascal. O estudo dos fluidos teve início com Arquimedes e a sua mecânica dos fluidos, responsável pelo estudo da hidrostática, força gerada por gases e líquidos. Temos personalidades importantíssimas que contribuíram para os estudos como Torricelli, Stevin, Pascal. De acordo com algumas bibliografias, Arquimedes (282-212 AC) enquanto tomava seu banho na cocheira descobriu que um corpo imerso na água se torna mais leve devido a uma força exercida pelo líquido sobre o corpo, vertical e para cima isso alivia o peso do corpo, essa força do líquido sobre o corpo denomina-se EMPUXO.( ) Portanto, num corpo que se encontra imerso em um líquido, agem duas forças: a força peso ( ), devida à interação com o campo gravitacional terrestre, e a força de empuxo ( ), devida à sua interação com o líquido. Todo corpo mergulhado num fluido (líquido ou gás) sofre, por parte do fluido, uma força vertical para cima, cuja intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo. Densidade é uma grandeza importante para o estudo dos fluidos responsável pela medida de concentração da massa e de uma substância em um determinado volume. Matematicamente define-se como sendo a razão entre a massa e o volume correspondente da substância analisada. 2 Objetivos Determinar a densidade dos materiais (sólidos) analisados. Determinar experimentalmente a densidade de alguns sólidos através do empuxo sofrido ao ser submerso em água. Mensurar o peso dos referidos materiais. 5 3 Materiais Pote plástico quadrado 148X148X60mm; Pote plástico menor; Pesos metálicos de diferentes medidas; Balança; Régua graduada mm; Água; 4 Procedimento Experimental Colocar água no recipiente plástico suficiente para realizar o experimento; Realizar uma marcação no recipiente maior e medir com régua; Verificar o peso dos cinco corpos de prova; Verificar o peso do pote plástico menor e anotar; Verificar e anotar o peso das massas; Submergir o pote menor com cada corpo de prova medido; Cada corpo de prova colocado no recipiente menor marcar o valor de deslocamento da água no pote maior; Analisar os dados; 5 Tabela de dados e Gráfico Nesta tabela, apresentaremos as medias das massas, e o volume relacionados com tais, o gráfico será gerado a partir da tabela de dados, mostrando os pontos dispersos e sua linha de tendência. Tabela medições M (g) ± 0,1 g V (cm³) ± 0,005 cm 48 7,89E+02 134 8,54E+02 220 9,42E+02 306 1,03E+03 392 1,12E+03 478 1,20E+03 6 6 Erro percentual Erro Percentual ρ (g/cm³) 0,98242 ρ ref (g/cm³) 0,99862 %erro 1,98 7 Força de Empuxo Força de Empuxo (Fe) Fe=ρVg ρ Água(Kg/m³) Volume(m³)±0,005m g (9,8 m/s²) Fe Newton (N) Fe 1 1000 7,89E-04 9,8 Fe 1 7,73 Fe 2 1000 8,54E-04 9,8 Fe 2 8,37 Fe 3 1000 9,42E-04 9,8 Fe 3 9,23 Fe 4 1000 1,03E-03 9,8 Fe 4 10,09 Fe 5 1000 1,12E-03 9,8 Fe 5 10,98 Fe 6 1000 1,20E-03 9,8 Fe 6 11,76 y = 0,9824x + 730,96 R² = 0,9982 0 100 200 300 400 500 600 0,00E+00 2,00E+02 4,00E+02 6,00E+02 8,00E+02 1,00E+03 1,20E+03 1,40E+03 V (cm³) ± 0,05 cm %erro= ρ + ρ ref . 100 ρ ref 7 8 CONSIDERAÇÕES FINAIS Por meio desse experimento e análise dos resultados obtidos em laboratório um corpo é totalmente submerso em um fluido, uma força de empuxo do fluido atua sobre o corpo. O empuxo é direcionado para cima. Desta forma tem a impressão do corpo submerso diminuir. No entanto, o corpo continua com o mesmo peso. 9 REFERÊNCIAS HALLIDAY, DAVID e RESNIK , ROBERT. Fundamentos da Física. Gravitação, Ondas e Termodinâmica. 8.Ed. v.2. Rio de Janeiro: LTC, 2009.
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