EXPERIMENTO 4 - ARQUIMEDES

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EXPERIMENTO 4 
PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES 
 
INTRODUÇÃO 
 Esse relatório tem como objetivo, expor o fundamento do princípio de 
Arquimedes que diz: 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”, bem como o funcionamento do mesmo através de experimentos aplicados. 
 Será retratada a importância desse princípio, que a tem ampla aplicação em 
diversas áreas da física e também em projetos científicos; também será mostrada a 
influência de uma força, chamada de força de empuxo E, que resume basicamente a 
esse princípio, e ainda mostrar que a força de empuxo está diretamente relacionada 
com a densidade do liquido, gravidade e também do volume de liquido deslocado, e 
comprovando a verdadeira razão pela qual os corpos em meio liquido aparentam ter 
uma massa menor do que a normal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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REFERÊNCIAL TEÓRICO 
Conta-se que na Grécia Antiga o rei Hieron II de Siracusa apresentou um 
problema a Arquimedes, um sábio da época. O rei havia recebido a coroa de 
ouro, cuja confecção confiara a um ourives, mas estava desconfiado da 
honestidade do artesão. O ourives teria substituído parte do ouro que lhe foi 
entregue por prata. Arquimedes foi encarregado de descobrir uma prova 
irrefutável do roubo. A lenda conta que o sábio teria descoberto o método de 
medir a densidade dos sólidos por imersão em água quando se banhava. Ele 
notou que o nível da água aumentou quando ele entrou na tina. Logo associou 
a quantidade de água deslocada com o volume da parte imersa do seu corpo. 
Assim, comparando o efeito provocado pelo volume da coroa com o do volume 
de igual peso de ouro puro, ele poderia determinar a pureza da coroa. Nesse 
instante, pelo que consta historicamente, Arquimedes teria saído subitamente do 
banho e, ainda nu, teria corrido pelas ruas da cidade gritando "eureka, eu 
descobri!". 
 
 
O método descoberto por Arquimedes se aplica a objetos com formas 
geométricas irregulares e permite obter a densidade através do seu peso 
aparente imerso em água e do peso imerso em ar. 
 
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PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES: O peso aparente do objeto 
imerso em água é dado pelo peso do corpo imerso no ar Pm 
menos o empuxo que ele sofre na água Em. 
O peso do corpo é escrito em função da densidade Pcorpo, como: Pm = Pcorpo * V 
* G, onde V é o volume do corpo e G é a aceleração da gravidade. 
 
O empuxo Em é uma força que age sobre o corpo imerso, na mesma direção que 
a força peso, mas no sentido contrário, e o seu valor é obtido pelo peso do 
volume de água deslocado: Em = Pagua * V * G, onde Pagua é a densidade da agua. 
A densidade do corpo Pcorpo é a do material que o compõe e, em caso de material 
composto, depende exatamente da proporção de cada elemento existente na 
composição. O volume do fluido deslocado é igual ao volume do objeto imerso. 
Assim, usando a definição de densidade, 
 
Então, o volume V pode ser escrito como: 
E a densidade m como: 
Finalmente, 
 
 
 
 
 
 
 
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PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
4.1 – Materiais utilizados 
1. Tripé triangular com haste principal; 
2. Haste de sustentação secundária com mufa; 
3. Cilindro de Arquimedes dotado de recipiente e êmbolo ajustados; 
4. Dinamômetro de 2N; 
5. Becker com 250 ml de água. 
 
4.2 – Procedimentos experimentais 
1. Pesar o conjunto formado pelo cilindro de recipientes e anotar valores na 
tabela; 
2. Mergulhar o embola no interior da massa liquida do Becker e anotar 
valores na tabela; 
3. Determinar o modulo da força que provocou a aparente diminuição de 
peso do corpo e anotar na tabela; 
4. Ajustar a haste de sustentação de modo que apenas metade do êmbolo 
esteja no interior da massa liquida do Becker e anotar o valor encontrado; 
5. Determinar o modulo do empuxo no caso de apenas metade do êmbolo 
estar suspenso; 
6. Encher o recipiente com água removida do copo. Lembrando que o 
volume do recipiente é igual ao volume exterior do cilindro, relacione o 
volume do liquido deslocado com o volume submerso do êmbolo. Durante 
o procedimento, observar a leitura do dinamômetro e descrevê-la; 
7. Comparar a leitura do dinamômetro quando o recipiente está 
completamente cheio e anotar na tabela; 
8. Determinar o peso do volume de água deslocada pelo êmbolo quando 
completamente submerso e anotar o peso do volume de água deslocado. 
 
 
 
 
 
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DADOS COLETADOS 
 
4.3 – Anotações dos dados 
POSIÇÃO 
(CILINDRO) 
VOLUME (ML) 
(BEKER) 
PESO (N) 
(DINAMÔMETRO) 
0 200 0,96 
1/4 210 0,88 
2/4 215 0,78 
3/4 225 0,70 
4/4 240 0,58 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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PROCESSAMENTO DOS DADOS COLETADOS 
 
4.4 – Questões experimentais 
1. Como justificar a aparente diminuição ocorrida no peso do conjunto 
(êmbolo + recipiente) ao submergir totalmente na água? 
 
Resposta 
Justifica-se pela força de empuxo atuante no êmbolo e recipiente, onde essa 
força tem sentido contrário ao do êmbolo + recipiente que é igual a força peso, 
com essa força atuando verticalmente para cima, diminui-se a força peso que 
atua sobre o dinamômetro e diminui o peso do conjunto. 
 
 
2. Qual a direção e o sentido do empuxo? 
Resposta 
Direção vertical e sentido para cima 
 
3. Relacione através de uma equação matemática os pesos do corpo 
fora do liquido, o peso aparente do corpo dentro (totalmente ou 
parcialmente) do liquido e o empuxo sofrido pelo corpo. 
Resposta 
𝑬 = 𝜶 ∗ 𝑽𝜷 ∗ 𝑮 
𝑮 = 
𝑷
𝑴
 
𝑬 = 𝜶 ∗ 𝑽𝜷 ∗ 
𝑷
𝑴
 
 
E: Empuxo 
P: Força peso 
M: massa 
G: gravidade 
α: densidade do fluido 
Vβ: volume de fluido deslocado 
 
 
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4. Por que o empuxo tem que ser uma força? 
Resposta 
Porque o empuxo tem a função de anular a força peso direcionando o corpo submerso 
verticalmente para cima, agindo diretamente na força peso passando a sensação de 
que os corpos submersos em líquidos são mais leves. 
 
5. Por que foi utilizada a expressão: “aparente diminuição do peso 
do corpo” e não “diminuição do peso do corpo”? 
Resposta 
Pois o corpo não perde sua massa, o que acontece é que aparentemente existe um 
diminuição do peso devido ao empuxo que é uma força balanceadora que faz com que 
o corpo tenha a sensação de estar mais leve quando colocado em recipientes líquidos. 
Porém se a força peso for maior que o empuxo o corpo irá afundar e se o empuxo for 
maior que o peso o corpo irá flutuar 
 
 
6. Baseado nas medidas obtidas, verificar a veracidade da 
afirmação: “todo corpo em um fluido submetido a uma força 
vertical, orientada de baixo para cima, denominada empuxo, cujo 
valor em modulo é igual ao peso do volume do fluido deslocado” 
(fazer uma justificativa fundamentada nos valores medidos e 
calculados). 
 
Resposta 
De acordo com a tabela acima, nota-se que o empuxo é diretamente proporcional ao 
volume do liquido deslocado, assim fazendo com que exista essa força vertical para 
cima, diminuindo aparentemente o peso do corpo, essa tabela também mostra o volume 
de liquido que é deslocado a medida que o corpo é inserido no recipiente com água. 
 
 
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CONCLUSÃO 
 É possível compreender através do experimento feito, que existe uma 
força nos líquidos que empurra os corpos verticalmente para cima, fazendo com 
que pareçam mais leves dentro dos mesmos, e ainda detectar que a massa de 
volume deslocado é igual a massa do volume submerso no liquido, tanto 
totalmente quanto parcialmente, e assim compreendendo o funcionamento dos 
navios, como os mesmos navegam e ainda porque alguns objetos flutuam e 
outros não, entre outras coisas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 
 
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1984. 
 
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Acesso em: 18 out. 2013 
 
Unime. Ondulatoria. Disponível em: < http://urele.com/ETKG >. Acesso em: 18 
out. 2013 
 
Forumeiros PiR2. Amplitude MHS. Disponível em: < http://urele.com/dQVK >. 
Acesso em: 18 out. 2013 
 
Tópicos de física, 2: termologia, ondulatória e óptica/ Newton villas Bôas, Ricardo 
Helou Doca, Gualter José Biscuola. – 16ª Ed. Reformada e ampliada, SP; Ed. 
Saraiva – 2001. Pág.’s 181 á 183; 192; 197 á 198. 
 
Feira de Ciencias. CINEMATICA DO MHS. Disponível em: < 
http://urele.com/NzpG >. Acesso em: 20 out. 2013 
 
 
 
 
 
 
 
 
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