Laboratorio de física

Universidade Federal do Tocantins

Engenharia de Alimentos

Laboratório de física  

Densidade e Empuxo

Alunos:

Ana Beatriz de Castro Santos

Raul da Conceição Alves da Silva

Professor: Antônio Wanderley de Oliveira

Palmas, 24  de abril de 2017

OBJETIVO:  

Os objetivos deste relatório tem como finalidade provar os resultados obtidos por Arquimedes, que são: Identificar o empuxo como aparente diminuição da força peso de um corpo submerso num líquido; Reconhecer a veracidade da afirmação “Todo corpo mergulhado em um fluido fica submetido à ação de uma força vertical, orientada de baixo para cima, denominada empuxo, de módulo igual ao peso do volume do fluido deslocado.” Reconhecer a dependência do empuxo em relação à densidade do líquido deslocado (mantendo o mesmo corpo submerso); Determinar experimentalmente a densidade de um sólido através do empuxo sofrido por ele ao ser submerso na água.

Introdução

Empuxo

 

Ao entrarmos em uma piscina, nos sentimos mais leves do que quando estamos fora dela.

Isto acontece devido a uma força vertical para cima exercida pela água a qual chamamos Empuxo, e a representamos por [pic 1].

O Empuxo representa a força resultante exercida pelo fluido sobre um corpo. Como tem sentido oposto à força Peso, causa o efeito de leveza no caso da piscina.

A unidade de medida do Empuxo no SI é o Newton (N).

Princípio de Arquimedes

 

Foi o filósofo, matemático, físico, engenheiro, inventor e astrônomo grego Arquimedes (287a.C. - 212a.C.) quem descobriu como calcular o empuxo.

Arquimedes descobriu que todo o corpo imerso em um fluido em equilíbrio, dentro de um campo gravitacional, fica sob a ação de uma força vertical, com sentido oposto à este campo, aplicada pelo fluido, cuja intensidade é igual a intensidade do Peso do fluido que é ocupado pelo corpo.

Assim:

[pic 2]

onde:

[pic 3]=Empuxo (N)

[pic 4]=Densidade do fluido (kg/m³)

[pic 5]=Volume do fluido deslocado (m³)

g=Aceleração da gravidade (m/s²) 

Peso aparente

Conhecendo o princípio de Arquimedes podemos estabelecer o conceito de peso aparente, que é o responsável, no exemplo dado da piscina, por nos sentirmos mais leves ao submergir.

Peso aparente é o peso efetivo, ou seja, aquele que realmente sentimos. No caso de um fluido:

[pic 6]

[pic 7]

É por isso que se nota que determinados objetos descem quando são colocados sobre a água, pois se o peso desde é maior do que a força de sustentação –empuxo com isto o objeto descerá para o fundo do recipiente que acondiciona o fluido. Quando o peso do objeto é menor do que o empuxo o objeto flutua sobre o liquido. Pode-se melhor observar esta aplicação analisando a figura 1.

Fig. 1a) o empuxo é maior do que o peso, o objeto flutua. b) o empuxo é igual ao peso do objeto, o sistema fica em equilíbrio. c) a força de sustentação é menor do que o peso do objeto.[pic 8]

Materiais

Sistema de sustentação principal de aço e garras de sustentação

Régua milimétrada

Dinamômetro

Proveta

Massas cilíndrica (ferro ,Latão )

Agua

Balança digital

Procedimentos Experimentais:

1° METODO

• Organizou os cilindros numerando 1 e 2, onde foi identificado cada material a ser utilizado, onde:

1- LATAO

2- FERRO

• Com a ajuda da balança digital foi obtido a massa, a altura e o diâmetro respectivamente do ferro e latão.
•   Com os dados obtidos foi calculado o volume e a densidades de cada objeto (latão e ferro)
• Foi comparado os dados com a tabela de densidades de alguns metais.
• Fez o procedimentos para os dois objetos (latão e ferro)

2° METODO

•  Neste procedimento foi utilizado o princípio de Arquimedes
• Anotou o volume de agua inicialmente na proveta
• Conectou a massa ao dinamômetro, ajustou a altura para que a massa ficasse completamente submersa.
• Anotou a marcação do volume da agua após a submersão da massa
• Fez a leitura da força de tensão no dinamômetro
• Utilizou a equação para o calculo da densidade  do corpo
• Utilizou esse procedimento para os 2 objetos (latão e ferro)

RESULTADOS E DISCUSSOES

Foi determinado onde:

M1:Latão

M2: ferro

Onde teve  :

	Massa	Altura cm	Diâmetro cm
Latão	32,86 g	3	1
Ferro	115,58g	3	2,4

Foi realizados o cálculos para obter o volume  , densidade :

	Volume m3	Densidade kg/ m3
Latão	2,35x10-6 m3	13588,12
Ferro	1,36x10-5  m3	8561,48