Experimento hidrostática

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Relatório de Hidrostática 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Grupo 5: 
Nomes RA 
Gabriel Davi Camargo de Carvalho 22002850 
Guilherme de Souza Junqueira 22001089 
Kennedy Ribeiro Furtado 22001285 
Pedro Lucas Morato de Lima 22005595 
 
 
 
 
Experimento de Hidrostática 
 
Resumo. Nesse experimento iremos aplicar a força de empuxo e apresentaremos 
matematicamente essa força através da equação resultada pelo princípio de Arquimedes. A 
força de empuxo será comprovada a partir da observação das forças que os líquidos exercem 
nos sólidos que serão submersos. 
 
Palavras-chave: empuxo, sólidos, submersos. 
 
Introdução 
Denomina força de empuxo a força vertical aplicada, de baixo para cima, em todo sólido 
imerso parcial ou totalmente em um líquido, essa força corresponde ao peso do volume do líquido 
deslocado por este sólido imerso ou submerso. Matematicamente, essa força resulta na seguinte 
equação: 
 
 E = Df x Vf x g 
 
Onde: 
 
E é o empuxo 
 
Df é a densidade de fluido 
 
Vf é o volume deslocado 
 
g é aceleração da gravidade 
 
Na imagem abaixo um corpo de volume V imerso em um líquido: 
 
 
O empuxo não depende da densidade do objeto imerso no líquido, mas este valor pode ser 
usado para verificar se o corpo irá afundar, flutuar ou entrar em equilíbrio com o fluido. Sendo assim 
podemos afirmar que temos 3 situações: 
 
 
1º Afundar, quando a densidade do sólido for maior que densidade do fluido, o corpo irá afundar 
quando imerso no líquido; 
 
2º Flutuar, quando a densidade do sólido for menor que a densidade do fluido, o corpo irá flutuar 
no líquido no qual foi imerso; 
 
3º Equilíbrio, quando a densidade do corpo for igual à densidade de fluído, o corpo ficará em 
equilíbrio com fluido; 
 
Utilizando como base o mesmo princípio de Arquimedes podemos estabelecer o conceito de 
peso aparente, que é apresentado pelo corpo quando imerso um fluído, sendo expresso 
matematicamente como: 
 
Procedimento Experimental 
Descrição do material utilizado. 
 
Experimento realizado no laboratório virtual, através do link a seguir: 
https://www.virtuaslab.net/ualabs/ualab/15/60567c3b86535.html 
 
Neste experimento vamos utilizar uma base de ensaio posicionado na bancada, dinamômetro, 
béquer, pisseta, cilindros e água destilada. 
 
Dinamômetro: Será utilizado para determinar a força de empuxo atuante no cilindro maciço imerso 
em água destilada. 
 
Béquer: Será utilizado para encher de água destilada, onde o cilindro do dinamômetro será 
submerso. 
 
Base de ensaio: Utilizado para servir de base onde o dinamômetro é pendurado para que o cilindro 
seja imerso no béquer com água destilada. 
 
Pisseta: Contém a água destilada que será inserida no cilindro oco. 
 
Cilindros: Os cilindros possuem volumes próximos. O cilindro de Arquimedes será utilizado como 
peso e será submerso na água contida no béquer, já o cilindro oco será utilizado para inserir a água 
contida na pisseta. 
 
 
 
 
Em prática vamos passo a passo: 
 
1º passo: Colocamos o cilindro de Arquimedes na mesa para calibrar o dinamômetro na posição 
zero. 
 
2º passo: Posicionamos o cilindro de Arquimedes embaixo do recipiente transparente para verificar 
o peso do cilindro. 
 
3º passo: Levantamos o dinamômetro e posicionamos o béquer embaixo, então verificamos o valor 
indicado na escala do dinamômetro quando o cilindro foi imerso na água. 
 
4º passo: Colocamos a água no cilindro oco com a pisseta, dessa forma o cilindro de Arquimedes 
será inserido na água e verificamos o valor indicado na escala do dinamômetro. 
Resultados e Discussão 
Coletamos os dados obtido pela escala do dinamômetro e podemos descrever o seguinte 
resultado: 
 
Aparentemente ocorre uma diminuição no peso do cilindro ao ser imerso na água, mas através dos 
resultados comprovamos que o peso do corpo fora do líquido é igual a 0,8N e o peso do corpo 
dentro do líquido é igual a 0,22N e isso se deve a força de empuxo provocada pelo fluido, pois ela 
tem mesma direção e força gravitacional no sentido contrário, por isso resulta em uma força para 
baixo menor que o corpo fora do líquido. 
 
Também comprovamos que ao preencher o recipiente com água o peso marcado pelo dinamômetro 
retorna exatamente ao valor do cilindro quando não estava imerso na água, pois todo corpo imerso 
em um fluido sofre ação de um empuxo verticalmente para cima, cuja intensidade é igual ao peso 
do fluido deslocado pelo corpo, sendo Vf o volume do fluido deslocado, então a massa do fluido é 
deslocado é: Mf = Df x Vf, pois o volume do fluido colocado dentro do cilindro oco tem a mesma 
densidade e volume da água deslocada no béquer quando o cilindro de Arquimedes foi submergido. 
 
Se o volume do recipiente fosse consideravelmente maior que o do cilindro, o comportamento do 
dinamômetro não seria igual, porque o volume e o fluido colocado dentro do cilindro oco não terão 
 
o mesmo volume e massa em consequência o peso do cilindro será maior do que o cilindro do 
Arquimedes. No dinamômetro daria um valor maior. 
 
Determinando o modulo da força que provocou a aparente diminuição sofrida pelo peso do corpo, 
denominada empuxo E, utilizamos a formula E = Preal – Paparente, onde obtivemos: 
 
E = 0,80N – 0,22N 
E = 0,58N 
 
Então concluímos que a força de empuxo E é igual a 0,58N. 
 
Por fim utilizamos a expressão aparente diminuição sofrida pelo peso do corpo e não diminuição do 
peso do corpo, pois o peso do corpo permanece o mesmo, o que diminui é a força resultante que 
atua sobre ele, pois há uma força em sentido contrário agindo e isso faz com que o corpo pareça 
mais leve. 
Conclusão 
Através deste experimento, observamos o efeito da força de empuxo que atua quando um 
corpo é submerso em um fluido em equilíbrio, verificando a presença do empuxo em função da 
aparente diminuição da força peso de um corpo submerso num líquido e a dependência do empuxo 
em função do volume líquido deslocado e da densidade do líquido. 
 
Referências 
 
http://www.if.ufrgs.br/mpef/mef004/20021/Berenice/hidro.html 
 
https://www.todamateria.com.br/hidrostatica/