Pratica 6 Princípio de Arquimedes e Desinmetria

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Universidade Federal do Ceará – UFC 
Centro de Ciências 
Departamento de Física 
Disciplina de Física Experimental para Engenharia 
Semestre 2018.1 
 
 
 
 
 
 
 
PRÁTICA 06 
PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES E DESINMETRIA 
 
 
 
 
 
 
Aluno (A): Ana Cacau Albuquerque Oliveira 
Curso: Engenharia de Petróleo 
Matricula: 422239 
Turma: 24 
Professor: Fernando Oliveira 
Data de realização da prática: 05/06/2018 
Horário de realização da prática: 16:00 – 18:00 
 
Fortaleza, Ceará 
18/06/2018 
 SUMÁRIO 
1. OBJETIVOS................................................................................................... ..3 
2. MATERIAL........................................................................ ............................. ..3 
4. PROCEDIMENTOS.........................................................................................5 
5. QUESTIONÁRIO.............................................................................................7 
6. CONCLUSÃO................................................................................................10 
REFERÊNCIAS.................................................................... .............................11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. OBJETIVOS 
 Determinar a densidade de sólidos e líquidos. 
 Verificar experimentalmente o princípio de Arquimedes. 
 Determinar o empuxo. 
 Verificar a condição para que um sólido flutue em um líquido. 
 
 
 
2. MATERIAL 
 Dinamômetro graduado em N; 
 Corpos sólidos (plásticos, alumínio, ferro, parafina, madeira); 
 Líquidos (água, álcool); 
 Garrafa plástica com tampa; 
 Béquer de 140 ml; 
 Proveta de 100 ml. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. PROCEDIMENTOS 
A aula começou com o professor explicando como seria a prática, foi nos 
apresentados os materiais que usaríamos, depois disso pesamos a garrafa 
plástica com o dinamômetro e achamos 0.09 N, a a partir desse peso 
encontramos a massa da garrafa que deu 9 g. Depois disso botamos 100 ml na 
garrafa para determinar o volume dessa garrafa e, com isso, calcular a massa 
específica dela, que deu 0,99 g/cm³. Repetimos com o álcool e sua massa 
específica deu 0.84 g/ cm³. 
Depois disso, pesamos cada objeto com um dinamômetro e mergulhamos 
cada objeto em uma proveta com água para determinar seu volume. A seguir 
estão as instruções dadas pelo roteiro da aula prática e os valores que achamos 
em suas respectivas tabelas: 
DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA (DENSIDADE) DE SÓLIDOS 
4- Determine o volume de cada amostra mergulhando-a em uma proveta 
graduada contendo água. Anote na Tabela 6.1. 
5- Pese, calcule a massa em gramas e determine a massa específica de cada 
uma das amostras. Anote na Tabela 6.1. 
 
 Tabela 6.1. Resultados experimentais. 
AMOSTRA PESO (N) MASSA (g) VOLUME(cm³) MASSA 
ESPECÍFICA 
(g/cm³) 
Água 0.98 99.0 100.0 1.00 
Álcool 0.82 83.6 100.0 0.836 
Alumínio 0.62 63.3 23 2.75 
Plástico 0.23 23.5 23 1.02 
Ferro 1.13 115.3 15 7.6867 
Madeira 0.18 18.4 26.5 0.694 
Parafina 0.20 20.4 24 0.850 
 
VERIFICAÇÃO DA DENSIDADE RELATIVA 
6- Coloque água no béquer de modo a verificar quais das amostras flutuam na 
água, observe e anote na Tabela 6.2. 
 7- Repita o procedimento anterior usando álcool no lugar da água. Anote na 
Tabela 6.2. 
 Tabela 6.2. Comparação das densidades. 
AMOSTRA FLUTUA NA 
ÁGUA? 
(SIM/NÃO) 
FLUTUA NO 
ÁLCOOL? 
(SIM/NÃO) 
Ƿ amostra é 
menor do que 
Ƿ água? 
 (SIM/NÃO) 
Ƿ amostra é 
menor do que 
Ƿ álcool? 
 (SIM/NÃO) 
Alumínio NÃO NÃO NÃO NÃO 
Plástico NÃO NÃO NÃO NÃO 
Ferro NÃO NÃO NÃO NÃO 
Madeira SIM SIM SIM SIM 
Parafina SIM NÃO SIM NÃO 
 
DETERMINAÇÃO DO EMPUXO 
8- Coloque cerca de 60 mL de água na proveta e determine o peso aparente das 
amostras de alumínio, plástico e ferro, pesando-as totalmente mergulhadas nas 
águas. Anote na Tabela 6.3. 
9- Repita o procedimento anterior usando álcool. 
 Tabela 6.3. Peso aparente das amostras. 
AMOSTRA Peso aparente na água 
(N) 
Peso aparente no álcool 
(N) 
Alumínio 0.39 0.42 
Plástico 0.03 0.06 
Ferro 0.98 1.00 
 
10- Determine o empuxo multiplicando a densidade de cada líquido, água e 
álcool (obtida no procedimento 5), pelo volume determinado no procedimento 4 
e pela aceleração da gravidade g (9,81 m/s²). Anote na Tabela 6.4 e 6.5. 
11-Determine o empuxo pela diferença entre o peso real e o peso aparente 
quando o corpo está imerso num líquido e anote nas Tabelas 6.4 e 6.5. 
 Tabela 6.4. Empuxo na água. 
AMOSTRA Alumínio Plástico Ferro 
VOLUME (m³) 23*10^-
6 
23*10^-
6 
15*10^-
6 
EMPUXO (N) 
dens. Líquido (Kg/ m³) X volume (m³) X g (m/s²) 
0.2254 0.2254 0.147 
EMPUXO (N) 
(peso real) – (peso aparente) 
0.23 0.20 0.15 
 
 
 
 
 Tabela 6.5. Empuxo no álcool. 
AMOSTRA Alumínio Plástico Ferro 
VOLUME (m³) 23*10^-
6 
23*10^-
6 
15*10^-
6 
EMPUXO (N) 
dens. Líquido (Kg/ m³) X volume (m³) X g (m/s²) 
0.1884 0.1884 0.1229 
EMPUXO (N) 
(peso real) – (peso aparente) 
0.20 0.17 0.13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. QUESTIONÁRIO 
1- Baseado nos dados experimentais obtidos, qual a massa em gramas de: 
a) 1 m³ de água. 
b) 1 m³ de álcool. 
Resposta: 
 
2- Que conclusão podemos tirar dos resultados da tabela 6.2. 
Resposta: 
Podemos concluir que após a imersão de um objeto em determinado líquido 
o que vai determinar se ele vai flutuar ou não é a relação entre a densidade 
do objeto e a densidade do líquido, como a densidade da água e do álcool 
são diferentes, os objetos podem se comportar de maneira diferente em cada 
um dos líquidos. O objeto menos denso seria a madeira pois foi a única que 
flutuou em ambos os líquidos, já o mais denso não é possível verificar por 
essa tabela. 
3- Gelo é água em estado sólido. Por que o gelo flutua na água? 
Resposta: 
A água sofre um processo chamado de dilatação anômala da água, que é o 
que acontece em temperaturas de 0 e 4ºC, nesse intervalo acontece algo 
incomum, pois a água expande ao invés de contrair, nesse intervalo de 
temperatura a densidade da água é menor. Como a densidade do gelo fica 
menor que a da água ele flutua. 
 
4- Uma esfera maciça de ferro flutua no mercúrio? Justifique. 
Resposta: 
A densidade do ferro que descobrimos no experimento foi de 7686.7 kg/m³ e 
a densidade do mercúrio pelo SI é 13.595,1 kg/m³, como o ferro é menos 
denso que o mercúrio ele vai flutuar nele. 
5- Um objeto metálico, totalmente mergulhado em água, sofre um empuxo 
de 150 N. Baseado nos dados obtidos nessa prática, qual o valor do 
empuxo que esse objeto sofreria totalmente mergulhado no álcool? 
Resposta: 
a) Ƿ = m/V 
10³ = m/1 
m = 10³ kg = 1000000 g 
b) Ƿ = m/V 
 836 = m/1 
m = 836 kg = 836000 g 
Ao olharmos a tabela 6.3. o peso aparente no álcool varia 0.03 N em 
relação ao peso aparente na água e ao relacionarmos esse valor com os 
valores dados pelas tabelas 6.4 e 6.5 o empuxo no álcool foi em média 
0.03 N a menos que na água, então o empuxo desse objeto no álcool 
seria de 149.7 N. 
 
6- Como a massa específica do líquido influi no empuxo? 
Resposta: 
A fórmula para calcular o empuxo é o peso do fluido ocupado pelo corpo. 
E = P = m(fluido) * g 
A partir da forma de densidade podemos substituir a massa na fórmula do 
empuxo. 
D(fluido) = m(fluido) / v(fluido) 
m(fluido) = d(fluido) * v(fluido) 
 Empuxo = d(fluido) * v(fluido) * g 
 Desse modo percebemos que a massa específica (densidade) interfere no 
empuxo. 
 
7- (a) Um cubo de gelo está flutuando em um copo de água. Quando o gelo 
fundir, o nível da água no copo subirá? Explique. (b) Se o cubo de gelo 
contém um pedaço de chumbo no seu interior, o nível da água baixará 
quando o gelo fundir? Explique. 
Resposta: 
a) Quandoé adicionado o gelo o nível da água aumenta, mas quando 
esse gelo derrete o volume da água não altera mais, a água derretida 
vai ocupar o mesmo espaço ocupado pelo gelo. 
b) Do mesmo jeito que o item anterior, quando o gelo derreter junto com 
o chumbo o volume ocupado será o mesmo, a água apenas vai 
mudar do estado sólido para o líquido e o chumbo permanecerá 
constante. 
8- Um estudante tem 70,0 kg de massa. (a) Supondo que seu volume é 
0,073 m³, qual o empuxo sobre o estudante devido ao ar? (b) Qual o peso 
aparente em kgf que o mesmo obtém ao se pesar? (c) Este estudante 
flutuaria na água? Justifique. (a massa específica do ar é 1,3 kg/ m³) 
Resposta: 
a) Peso = 70.0 * 9.8 
Peso = 686 N 
Densidade = 70 / 0.073 
Densidade = 959 kg/m³ 
Empuxo = d* v * g 
Empuxo = 1.3 * 0.073 * 9.8 
 Empuxo = 0,93 N 
 b) Peso aparente = peso– empuxo 
 Peso aparente = 686 – 0.93 = 685.07 N 
 685.07 * 9.8 = 6714 kgf 
c) Como a densidade da água é 1000 kg/m³, e a densidade do estudante é 
959 kg/m³, ele é menos denso que a água e vai flutuar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. CONCLUSÃO 
Nessa prática pudemos aprender sobre o princípio de Arquimedes que 
explica como funciona o empuxo nos corpos, e a partir desse princípio 
pudemos entender por que determinado objeto flutua ou não em um líquido. 
Também pudemos entender o conceito de peso aparente, que é o peso em 
um fluido e como ele interfere no empuxo, já que ele é diferente do peso real 
do objeto. Esse princípio é muito importante para a engenharia, pois antes 
de concluir um determinado projeto, os engenheiros terão que estudar as 
condições do local e dos objetos, com isso vão poder calcular o empuxo, 
como no caso do meu curso de Engenharia de Petróleo, poderíamos calcular 
o empuxo da plataforma de petróleo, antes de botar em prática, para que não 
ocorram erros. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
EMPUXO. 2018. Disponível em: 
<https://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/EstaticaeHidrostatica/e
mpuxo.php>. Acesso em: 18 jun. 2018. 
TOFFOLI, Leopoldo. Princípio de Arquimedes . 2018. Disponível em: 
<https://www.infoescola.com/fisica/principio-de-arquimedes-empuxo>. 
Acesso em: 18 jun. 2018.