Roteiro de física 3
Por: Pedrolapa • 19/4/2015 • Trabalho acadêmico • 2.064 Palavras (9 Páginas) • 322 Visualizações
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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
INSTITUTO DE FÍSICA
DEPARTAMENTO DE FÍSICA GERAL
ALEXANDRE LOPES
MARCELO SOUZA
RAPHAEL ROSADO
PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES
SEMINÁRIO DE FÍSICA
Salvador
2014
[pic 2]
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
INSTITUTO DE FÍSICA
DEPARTAMENTO DE FÍSICA GERAL
ALEXANDRE LOPES
MARCELO COSTA
RAPHAEL ROSADO
PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES
SEMINÁRIO DE FÍSICA
Trabalho final da disciplina FIS122 FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL II-E, referente ao curso de Engenharia, da Escola Politécnica, da Universidade Federal da Bahia, do professor Caio Porto.
Salvador
2014
Sumário
1. REFERENCIAL TEÓRICO
2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
2.1. MATERIAL NECESSÁRIO
2.2. PROCEDIMENTOS
2.2.1. Determinação da densidade do álcool
2.2.2. Calibração da mola
2.2.3. Medidas de empuxo hidrostático
3. TRATAMENTO DE DADOS
2.3. DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DO ÁLCOOL
2.4. CALIBRAÇÃO DA MOLA
2.5. MEDIDAS DO EMPUXO HISDROSTÁTICO
4. FOLHA DE QUESTÕES
1. REFERENCIAL TEÓRICO
O teorema de Arquimedes constitui um dos pontos mais importantes da estática dos fluidos. Ele o descreveu da seguinte forma:
“Quando um corpo é imerso total ou parcialmente em um fluido em equilíbrio sob a ação da gravidade, ele recebe do fluido uma força denominada empuxo (ou impulsão de Arquimedes). Tal força tem sempre direção vertical, sentido de baixo para cima e intensidade igual à do peso do fluido deslocado pelo corpo.”
Demonstração:
Vamos admitir um líquido homogêneo de massa específica , contido no recipiente da figura. O sistema acha-se em equilíbrio sob a ação da gravidade . Seja também um cilindro, de altura e bases de área A, totalmente imerso no líquido. [pic 3][pic 4][pic 5]
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Figura 1 - Um tanque de água no qual uma amostra de água está contida em um cilindro imaginário com base horizontal de área A.
Por estar envolvido pelo líquido, o cilindro recebe forças deste, indicadas pelo esquema. As forças horizontais (laterais) equilibram-se devido à simetria. Na vertical, entretanto, temos duas forças a considerar: uma, , aplicada no ponto 1, resultante na base superior do cilindro, e outra, aplicada no ponto 2, resultante na base inferior deste cilindro. Devido à maior profundidade do ponto 2, devemos ter , o que significa que as forças e admitem uma resultante vertical e dirigida para cima. Essa resultante que o líquido exerce no cilindro, suposto em repouso, denomina-se empuxo .[pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]
Temos, então, que:
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Em módulo:
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A intensidade de pode ser obtida aplicando-se aos pontos 1 e 2 o Teorema de Stevin:[pic 15]
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Sendo (I):
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Vem:
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O produto traduz o volume do cilindro imerso no líquido . Assim (II):[pic 19][pic 20]
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Comparando (I) e (II), segue que:
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Seja o volume de fluido deslocado devido à imersão do cilindro. É fundamental notar que esse volume é extamente igual ao volume do cilindro imerso no fluido.[pic 23]
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Diante disso, podemos escrever:
[pic 25]
Entretanto, . Assim, obtemos, finalmente:[pic 26]
[pic 27]
2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
MATERIAL NECESSÁRIO
- Mola;
- Porta pesos;
- Conjunto de massas aferidas;
- Proveta graduada;
- Béquer;
- Balança;
- Picnômetro;
- Álcool;
- Água;
- Diferentes objetos;
PROCEDIMENTOS
Determinação da densidade do álcool
Pese o picnômetro vazio. Em seguida encha-o de álcool até próximo da boca, cuidando de deixar o líquido extravasar pelo canal da tampa e de enxugar o vaso antes de pesá-lo outra vez, agora cheio de álcool. Repita esse procedimento para a água, antes lavando o picnômetro para retirar qualquer resíduo de álcool que possa comprometer o resultado da nova medida.
Calibração da mola
Pendure a placa com um ponteiro na parte inferior da mola. Coloque o porta-pesos na extremidade inferior da placa e faça a leitura, na escala suspensa, da posição do ponteiro (a leitura da posição inicial, isto é, do “zero” da escala, é desnecessária). Coloque diferentes pesos no porta-pesos e faça a leitura das diferentes elongações sofridas pela mola.
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