AS PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES E DENSIMETRIA

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ENGENHARIA CIVIL – FÍSICA EXPERIMENTAL

ANDRESSA DOS SANTOS DINIZ

HELOISA AV        ILA ANGELO LEITE

LARA FABRÍCIA DINIZ CAMPOS

RAYSSA PEREIRA DE MORAES

PRÁTICA 7 - PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES E DENSIMETRIA

JUAZEIRO DO NORTE-CE, NOVEMBRO DE 2016.

1.  OBJETIVOS

Fazer o estudo do princípio de Arquimedes e densimetria por meio do experimento que permite a observação e a coleta de dados para determinar a densidade de sólidos e líquidos.

1.  REFERENCIAL TEÓRICO

Ao mergulhar um corpo em um fluido em equilíbrio, este exerce sobre o corpo uma força, denominada empuxo. Essa força é direcionada verticalmente para cima e opõe-se à ação da força peso que atua no corpo. Isso ocorre pois a pressão exercida pelo líquido sobre o corpo é maior nas partes mais inferiores do que nas partes superiores, assim, a diferença de pressão gera a força denominada empuxo.

O grego Arquimedes foi quem descobriu como calcular a intensidade do empuxo e enunciou um princípio que leva o seu nome.

Princípio de Arquimedes: “Um corpo total ou parcialmente imerso em um fluido, recebe do fluido uma força vertical, dirigida para cima, cuja intensidade é igual à do peso do fluido deslocado pelo corpo.”

Como o empuxo corresponde ao peso do volume do fluido deslocado pelo corpo imerso em um fluido, o peso é o produto da massa pela gravidade e chamando de mf a massa do fluido deslocado, temos:

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Como,

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Temos:

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Portanto, o empuxo pode ser definido como:

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Quando um corpo é totalmente imerso num fluido de densidade menor do que a sua, o peso tem intensidade maior do que a do empuxo. A resultante dessas forças é denominada peso aparente (Pa):

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A partir dessa relação, podemos encontrar a massa específica de um corpo qualquer, tendo sua massa e sua massa aparente:

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Como o volume deslocado do fluido será igual ao volume do corpo e, , logo:[pic 9][pic 10]

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1.  EXPERIMENTO (MATERIAIS E MÉTODOS)

1. Materiais

• Dinamômetro;
• Corpos sólidos (ferro, alumínio);
• Líquidos (água, álcool);
• Proveta;
• Becker.

1. Método

        Este procedimento se ateve a análise do comportamento de dois objetos com massas distintas, são eles o ferro e alumínio, com dimensões equivalentes, quando submergidos em água e álcool.

Inicialmente foi posto o dinamômetro no sistema de sustentação principal (figura 1), e verificado se estava ajustado no zero. Feito isso, pesou-se os corpos no ar (peso real). Com o auxílio de um béquer foram separados 120 ml de água não destilada e despejados em uma proveta. Cuidadosamente, os objetos suspensos no dinamômetro, um de cada vez, foram colocados dentro da proveta. Após ficar imóvel foi coletado o peso aparente e o volume que cada corpo deslocou. Este mesmo procedimento foi repetido com o álcool e os dados obtidos estão na tabela 1(água) e na tabela 2 (álcool).

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Figura 1: Sistema de sustentação principal.

Valores necessários:

Densidade do álcool: 810 kg/m3

Densidade água: 103 kg/m3 

1.  RESULTADOS OBTIDOS E DISCUSSÃO

1. Resultados

Corpo	Peso Real "P"(N)	Peso Aperente"Pa" (N)	Volume deslocado (ml): Vd=Vf-Vi	Empuxo(N) = P-Pa	Empuxo(N) = ρ(água)*Vd*g
Ferro	0,875	0,763	132-120 =12ml	0,112	0,118
Alumínio	0,300	0,200	132-120 =12ml	0,100	0,118

Tabela 1: Resultados experimentais utilizando água.

Corpo	Peso Real "P"(N)	Peso Aperente"Pa" (N)	Volume deslocadob(ml): Vd=Vf-Vi	Empuxo(N) = P- Pa	Empuxo = ρ(álcool)*Vd*g
Ferro	0,875	0,775	132-120 =12ml	0,100	0,0953
Alumínio	0,300	0,213	132-120 =12ml	0,087	0,0953

Tabela 2: Resultados experimentais utilizando álcool.

1. Discussão

        Foi observado que corpos com mesmo volume, quando imersos em um mesmo líquido, sofrem forças de empuxo iguais, ou seja, o empuxo sofrido por um corpo não depende do material do qual ele é feito, embora de acordo com a densidade do corpo podemos saber se ele afunda ou não em um determinado fluido.

Ao usarmos a densidade da água a consideramos como sendo pura, o que não ocorreu na prática, porém esse pequeno erro não alteraria os resultados obtidos. Consideramos também a aceleração da gravidade como sendo 9,8m/s². Alguns possíveis erros com os números podem ter sidos causados pela inabilidade de manusear os instrumentos e por erros ópticos.