Empuxo fisica

ENGENHARIA CIVIL

















METODOLOGIA CIENTÍFICA






















CONSELHEIRO LAFAIETE - MG
2013

RELATÓRIO DE ATIVIDADES: EXPERIMENTO EMPUXO




CAROLINA QUEIROZ PANTALEÃO
JAQUELINE DO CARMO FERNANDES
TAYUANA SILVA OLIVEIRA















METODOLOGIA CIENTÍFICA





















CONSELHEIRO LAFAIETE – MG
2013
Resumo

Esse relatório tem como objetivo o entendimento do conceito de empuxo. De uma forma prática, usando experiencias, e por meios matemáticos, usando os cálculos. Empuxo é a força vertical para cima exercida pelo fluido sobre um corpo, ou seja, o empuxo é dado pelo peso do volume deslocado, e para cada líquido usado encontra-se um volume diferente, devido ao fato de que a densidade dos mesmos não sejam iguais.
Por meio desta provou-se que essa teoria está correta. O primeiro experimento diz respeito a natureza do líquido, usou-se álcool e água, como esperado encontrou-se valores diferentes para os dois tipos de substâncias, a água obteve o maior empuxo, devido ao fato de que sua densidade é maior. O segundo experimento é voltado para a comparação dos valores encontrados nas demonstrações e nos cálculos. Seus resultados foram os mesmos em ambos os métodos.
Então, quanto maior a densidade, maior é o empuxo, e ele sempre vai ter o mesmo volume do objeto imergido.


































SumárioIntrodução

Na Física, a força empuxo é todo corpo imerso total ou parcialmente num líquido recebe uma força vetorial, de baixo para cima, que qualquer líquido exerce sobre o corpo nele mergulhado. “O empuxo foi descoberto por Arquimedes (287 a.C.-212 a.C. aproximadamente).
Arquimedes, em banho de imersão, descobriu a solução e, verificando que se tratava de um princípio geral, enunciou o seguinte princípio que leva o seu nome:
Princípio de Arquimedes: Todo corpo mergulhado em um fluido sofre a ação de um empuxo vertical, para cima, igual ao peso do líquido deslocado.” ( Marco Aurélio da Silva, 2013)
Dessa forma, serão realizados dois experimentos fundamentados no principio de Arquimedes para calcular a força de empuxo e o volume do liquido deslocado.

























1 - Materiais utilizados

Tripé tipo estrela;
Haste fêmea com 405 mm;
Haste macho com 405 mm;
Dinamômetro tubular de 1 N e precisão de 0,1 N;
Duplo cilindro de Arquimedes;
Presilha plástica com manipulo e haste de 13 cm;
Becker de 250 ml.

2 - Procedimento experimental 1: Empuxo e a natureza do líquido

Ajustou-se o dinamômetro em zero e montou- se o equipamento assim como mostrado na foto.
(Anexo 1)
Pendurou-se o cilindro de nylon na parte inferior do primeiro cilindro e anotou-se o valor indicado no dinamômetro.
Peso real P= 0,52 N
Mergulhou- se o cilindro de nylonna água e anotou-se o valor indicado no dinamômetro.
(Anexo 2) (Anexo 3)
Peso aparente Pa = 0,07 N
Observou-se que o peso aparente diminui anotou-se essa relação.
O peso aparente é menor do que o peso real. Todo corpo submerso em um fluido é submetido a uma força de empuxo, por isso aparentemente o peso diminui.
Observou-se a direção da força de empuxo.
Para cima.
Observou- se o sentido da força de empuxo.
Vertical.
Determinou-se o modulo da força de empuxo, através da equação dada:
E = P - Pa
E = 0,52 – 0,07
E = 0,45 N
Repetiu-se todo o experimento usando álcool.
Anotou-se novamente o valor indicado no dinamômetro.
Peso real P = 0,52 N
Mergulhou- se o cilindro de nylon no álcool e anotou- se o valor indicado.
Peso aparente Pa = 1,50 N
Determinou-se o módulo da força de empuxo, através da equação dada.
E = P - Pa
E= 0,52 – 1,50
E = - 0,98 N
Observou- se que a água tinha o maior empuxo
Observou- se que o empuxo depende da natureza do líquido. Quanto maior a densidade, maior o peso do líquido.

3 - Procedimento experimental 2: Empuxo e peso do volume de líquido deslocado

Montou- se o equipamento assim como mostrado na foto.
(Anexo 4)
Anotou- se o valor mostrado no dinamômetro.
Peso real P = 0,53 N
Mergulhou o cilindro de nylon na água e anotou- se o valor indicado no dinamômetro.
Peso aparente Pa= 0,8 N
Determinou- se o empuxo.
E = P – Pa
E= 0,45 N
Calculou - se o volume do cilindro.
R = 1,49 cm (raio da base docilindro)
V = π.R² .h
h = 6,93 cm (altura do cilindro)
V= π.R² .h
V = (2,98/2)² .π. 6,93
V = 48,33 cm³
V = 4,8 . 10 m³
Observou-se que o volume do balde era igual ao volume do cilindro de nylon.
Anotou- se o valor indicado no dinamômetro ao encher o balde de água.
P = 0,74 N
Anotou - se o volume de água que foi colocado no balde.
Va = 48, 33 cm³
Va = 4,8 . 10 m³
Anotou- se o peso do volume de água deslocado pelo cilindro.
P = 0,45 N
Anotou- se o volume de água que foi deslocado pelo cilindro submerso.
Va = 38,36 cm³
Va = 3,8. 10 m³
Notou - se que o valor do empuxo calculado usando a fórmula é igual ao valor pesando-se a água do cilindro.
Comparar o peso do volume de líquido deslocado pelo corpo submerso com o valor do empuxo.
Iguais.
Comparando o peso do volume do líquido deslocado pelo corpo submerso com o valor do empuxo.
Porque o volume da água dentro do balde é igual ao volume de água deslocada quando se coloca o cilindro dentro do béquer com água.
Escreveu-se o principio de Arquimedes
Todo corpo mergulhado em um fluido sofre a ação de um empuxo vertical, para cima, igual ao peso do líquido deslocado.
4 - Cálculo do empuxo
Com os dados acima, calculou- se o empuxo utilizado a fórmula:
- Massa específica da água = 1g/cm3
VLD - Volume de líquido deslocado = 38,36 m3
G - aceleração da gravidade = 9,8 m/s2
1g/cm3 = 1000kg/m3
1cm3 = 10-6m3
E = 4,7. 10-¹ N

E = µ.v.g
E = 10³.4,8. 10 . 9,8
E = 47,04 . 10-² N
E = 4,7 . 10-¹ N
Comparar ovalor do empuxo calculado pela formula acima com a experiência anterior.
Utilizando as formulas podemos concluir que são iguais, porque encontramos os mesmos resultados.













5 - Resultados e discussões

Notamos com o experimento que quanto maior a densidade do líquido maior é o empuxo. Segundo Jennifer Fogaça, 2013, a densidade é uma propriedade específica de cada material que serve para identificar uma substância. Essa grandeza pode ser enunciada da seguinte forma:
Densidade = massa / volume
Densidade da água :1,0 g/cm3
Densidade do álcool:0,79 g/cm3

Tabela 1: Dados aproximados do empuxo da experiencia.
Líquidos
Peso real(N)
Peso aparente (N)
Empuxo (N)
Água
0.52
0.07
0,45
Alcool
0,52
1,50
- 0,98























Considerações finais

Através do experimento realizado, podemos demonstrar que em um corpo imerso em um líquido agem duas forças: a força peso devido a gravidade e a força empuxo devida a interação com o líquido. Podemos ainda afirmar que o volume do cilindro é igual ao volume de água deslocado no béquer.








































Referências

http://www.brasilescola.com/fisica/empuxo.htm Acesso em: set. 2013.

...