O Empuxo seria um componente vertical que age numa superfície submersa e que é igual ao peso do volume de fluido

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PONTÍFICIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS

POÇOS DE CALDAS - MG

Engenharia Civil

Laboratório de Fenômenos de Transporte

Ensaio de Empuxo

Antonio Roberto Souza Junior

Davi Pereira Filho

Elias Batista dos Santos

João Miguel Fuliaro da Silva

Júlio Cesar da Silva do Amaral

Matheus Fonseca

Silvia de Souza Braz

Poços de Caldas – MG

14 de Abril de 2016

1. Objetivo

        Medir o empuxo exercido por um líquido sobre um corpo sólido totalmente submerso.

1. Introdução

        Quando um corpo é submerso em um determinado fluido, ele fica propício à ação de forças existentes no fluido. Esse tipo de força é chamado de empuxo. “Todo corpo submerso sofre um empuxo de baixo para cima no sentido do nível do fluido, igual ao peso do volume de fluido deslocado”.

        Também o empuxo deve-se à diferença de pressões exercidas pelo fluido no corpo submerso. Sabe-se que o empuxo é a força relativa ao volume de fluido deslocado dado pela equação:

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        Onde:

         = massa específica do fluido;[pic 3]

        V = volume do fluido deslocado;

        g = aceleração da gravidade;

De acordo com a figura:

[pic 4]

        A figura mostra um cilindro sustentado por uma mola no ar, em que a força F1 exercida pelo dinamômetro (representada pela mola) é igual ao peso do cilindro:

[pic 5]

        Quando o cilindro é mergulhado em um líquido qualquer, a força F2 que o dinamômetro exerce é igual a:

[pic 6]

        Assim o empuxo E é dado por:

[pic 7]

        Portanto o Princípio de Arquimedes pode ser enunciado como: “O empuxo é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo imerso”.

1. Revisão Bibliográfica

        O empuxo seria um componente vertical que age numa superfície submersa e que é igual ao peso do volume de fluido, real ou fictício, contido acima da superfície. A fórmula utilizada para o empuxo é a seguinte:

[pic 8]

        Onde:

        E = empuxo;

        V = volume de fluido deslocado pelo corpo;

        γ = peso específico do fluido;

        Suponha-se um corpo totalmente submerso. Ele flutuará se seu peso G for menor que o empuxo

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        No caso da igualdade, o corpo estará em equilíbrio em qualquer posição. Imaginando o corpo totalmente submerso:

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        Logo:

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        O corpo flutuará se:

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1. Materiais

 

• Dinamômetro
• Pesos
• Suporte para os pesos
• Proveta
• Água
• Glicerina
• Suporte universal com garra

1. Procedimento Experimental

• Colocou-se um determinado volume de água na proveta. Foi anotado o volume.
• Com o dinamômetro em mãos, se pendurou o suporte e o peso no mesmo. Anotou-se o peso indicado no dinamômetro.
• Mergulhou-se o peso na água e se anotou a nova leitura do dinamômetro. Anotando o volume de água deslocado.
• Retirando o peso da água parcialmente e foi anotado o volume deslocado de água e o peso medido no dinamômetro.
• O procedimento foi repetido usando glicerina no lugar da água.

1. Resultados

Fluido	Medida	G (N)	G Ap. (N)	∆ V.Sub. (ml)	E1 (N)	E2 (N)
Água	1º	0,5	0,38	10	0,1	0,12
2º	1	0,80	15	0,15	0,20
3º	1,5	1,26	20	0,2	0,24
Glicerina	1º	0,5	0,38	25	0,30	0,12
2º	1	0,78	35	0,42	0,22
3º	1,5	1,18	45	0,54	0,32

Tabela 1 – Medidas e resultados

• Cálculo do E2 (Empuxo Real)

- Calculado a partir da diferença do peso real e do peso aparente.

- Fórmula:

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1. Água:

- 1° Medição: E2 = 0,50 – 0,38 = 0,12 N

- 2° Medição: E2 = 1,00 – 0,90 = 0,10 N

- 3° Medição: E2 = 1,50 – 1,26 = 0,24 N

1. Glicerina:

- 1° Medição: E2 = 0,5 – 0,28 = 0,22 N

- 2° Medição: E2 = 1,0 – 0,78 = 0,22 N

- 3° Medição: E2 = 1,5 – 1,28 = 0,22 N

• Cálculo do E1 (Empuxo experimental)

- Calculado a partir da multiplicação do Vsub pelo γlíquido

- Fórmula:

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