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1 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO PIAUÍ. UNIVERSIDADE ABERTA DO BRASIL – UAB/IFPI CURSO DE LICENCIATURA EM FÍSICA ANTONIO EVALDO GONÇALVES DA SILVA KAREN MARIA DOS ANTOS SOUSA PEDRO ÁTYLA RODRIGUES DOS SANTOS WIRLENY RODRIGUES DE SOUSA RELATÓRIO PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES 2 Valença do Piauí, 2021. ANTONIO EVALDO GONÇALVES DA SILVA KAREN MARIA DOS ANTOS SOUSA PEDRO ÁTYLA RODRIGUES DOS SANTOS WIRLENY RODRIGUES DE SOUSA RELATÓRIO PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES Relatório técnico apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina Laboratório de Fluidos e Ondas, no Curso de Licenciatura plena em Física na Universidade Aberta Brasil UAB/ Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí IFPI. Orientador: Prof. Esp. Francisco José dos Santos. Valença do Piauí, 2021. RESUMO 3 O relatório apresentado a seguir fornece resultados práticos da relação entre empuxo e natureza do líquido a submergir um dado objeto, relacionada com a teoria do princípio de Arquimedes que defende a idéia do módulo do empuxo ser igual ao peso do volume de líquido deslocado. 4 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO 5 2. DESENVOLVIMENTO..............................................................................................6 2.1 OBJETIVO GERAL 7 2.2 METODOLOGIA ....................................................................................................8 2.3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ....................................................................9 2.4 RESULTADOS.....................................................................................................10 3.CONCLUSÕES--------------------------------------------------------------------------------------10 REFERÊNCIAS ------------------------------------------------------------------------------------- 11 1 – INTRODUÇÃO 5 Arquimedes deduziu este princípio após receber a responsabilidade de verificar a autenticidade de uma coroa feita para o rei Hierom II. Ele tinha que testar, sem destruir o objeto, se era de ouro puro ou se teria sido adulterado com um metal mais barato. Arquimedes colocou uma balança dentro de uma grande bacia e, pois, em um lado a coroa, no outro uma pepita de ouro puro com a mesma massa da coroa depois encheu a bacia com água até cobrir a coroa e a pepita e verificou se algum lado da balança se inclinava, se inclinasse a coroa era adulterada. Segundo Arquimedes "Todo corpo mergulhado em um fluido em repouso sofre, por parte do fluido, uma força vertical para cima, cuja intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo." Essa força que o fluido exerce e denominada EMPUXO (E) e sua intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo. E = -Mg E = Mg Sendo M a massa do fluido deslocado, e g a aceleração da gravidade. Sendo assim a massa de fluido deslocado pode ser associada ao seu volume e, logicamente, ao volume submerso do corpo da seguinte maneira (corpos com densidade uniforme)1 Onde Nestas equações temos ρ sendo a densidade do fluido e V o volume de fluido deslocado (se o corpo estiver completamente submerso no fluido este V fica sendo igual ao volume do objeto V’) 2. Também podemos definir empuxo como: E = Preal – Paparente Onde o Preal e o peso do solido calculado fora do fluido e o Paparente e o peso do sólido calculado totalmente imerso no fluido. 2 – DESENVOLVIMENTO 6 Inicialmente fomos medidos o cilindro maciço, depois foi montado o equipamento a ser utilizado, prendeu-se o dinamômetro no suporte por meio de um gancho metálico e calibrou o mesmo. Com o cilindro e embolo suspenso no dinamômetro, anotou-se o valor do peso real medido. Após foi inserido um recipiente com água abaixo do sistema dinamômetro-cilindro, então se regulou o sistema ate que o cilindro maciço fique completamente submerso na água sem tocar o fundo do recipiente, o valor do dinamômetro foi anotado, em seguida com uma seringa foi inserido água no embolo e anotado o peso indicado pelo dinamômetro ou seja onde foi utilizado o método do princípio de Arquimedes, (empuxo) O empuxo é uma força que surge quando algum corpo ocupa espaço dentro de um fluido. Tal força depende exclusivamente do volume do fluido que foi deslocado, bem como a densidade do fluido e a gravidade local. Com base nessas informações, vejamos qual é a fórmula usada para calcular o módulo da força de empuxo: E –empuxo (N) d – densidade do fluido (kg/m³) V – volume imerso do corpo ou volume de fluido deslocado Onde o valor encontrado foi de 0,42N 2.1 - OBJETIVOS GERAL https://brasilescola.uol.com.br/fisica/forca.htm 7 Comprovar que o empuxo é aparente diminuição do peso de um corpo totalmente submerso num líquido e reconhecer sua dependência do empuxo em relação á densidade do líquido deslocado. 2.1.1 - OBJETIVOS ESPECÍFICOS O experimento do Princípio de Arquimedes tem como principais objetivos ● Afirmar que um corpo submerso em um fluido sofre uma força vertical para cima, chamada empuxo, que corresponde ao peso do volume de fluido deslocado. • Verificar, experimentalmente a dependência do empuxo em função do volume do líquido deslocado e da densidade do líquido. 8 2.2 – METODOLOGIA Com o auxílio de um dinamômetro foi determinado o peso do corpo cilíndrico (0,62N), após isso foi determinado seu peso aparente (0,18N). Utilizando a fórmula Fe=Pr-Pa (Onde, Fe = força de empuxo, Pr = Peso Real e Pa = Peso aparente) foi possível calcular a força de empuxo. Novamente utilizando o dinamômetro foi possível medirmos o peso de um recipiente que continha o mesmo volume do corpo cilíndrico e em seguida enchemos o recipiente de água para verificarmos o peso da mesma. Em seguida comparou se o peso do volume deslocado com o valor da Força de empuxo. Para a realização do experimento foi necessário: 1) Dinamômetro; 2) Água; 3) Tripé Universal; 4) Um Recipiente; 5) Um Corpo Cilíndrico; 6) Um Béquer 9 2.3 - PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL A teoria proposta por Arquimedes relata que, ”Todo corpo mergulhado num fluido em repouso sofre, por parte do fluido, uma força vertical para cima, cuja intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo”. Baseado nos estudos e conhecimentos enunciados por Arquimedes ficou muito claro tudo que o mesmo descreveu, pois seu estudo é também uma prova da atuação da gravidade levando em consideração a ação da força da gravidade e também o centro gravitacional existente dentro do experimento que é ilustrado lodo abaixo. Ilustração da parte experimental. Imagem meramente ilustrativa Imagem meramente ilustrativa 2.4 – RESULTADOS 10 Diante da teoria já comprovada por Arquimedes os resultados obtidos foram os mais satisfatórios possíveis dentro da proposta sugerida pelo grupo, tal proposta tinha como base apenas realizar um experimento que já havia sido comprovado pelo estudioso em questão. Mesmo diante das dificuldades surgidas durante a execução, tudo ocorreu dentro do programado, uma vez que para o grupo tal teoria e estudo foram algo novo, a grande verdade é que não se pode contestar de forma alguma a teoria enunciada e comprovada por Arquimedes.3 – CONCLUSÕES Após a realização de algumas experiências ficou evidente que o centro de gravidade tem grande influencia, basta se atentar ao que enuncia a teoria de Arquimedes sobre a atuação das forças empuxo e peso, ambas atuam em simetria de se sentidos, sendo uma cima e a outra para baixo. Da maneira em que ocorre a atuação dessas forças a existência do equilíbrio do corpo físico que está imerso em um fluído é mais uma vez comprovada pelos estudos de Arquimedes, esse equilíbrio demonstra bem o seu resultado que é também a relação entre massa e aceleração. REFERÊNCIAS 11 TIPLER 6 Ed Vol 1 Física_para_Cientistas_e_Engenheiros Mecânica oscilações, ondas e termodinâmica _COMPLETO_PT-BR Curso De Física Básica 2 - H Moyses Nussenzveig https://mundoeducacao.uol.com.br/matematica/a-descoberta- arquimedes.htm#:~:text=A%20teoria%20proposta%20por%20Arquimedes,coroa%20 do%20rei%20de%20Siracusa. 2.4 RESULTADOS.....................................................................................................10
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