Arquimedes

INTRODUÇÃO

Segundo Arquimedes, todo o corpo imerso total ou parcialmente em um fluido (líquido ou gás) em equilíbrio, dentro de um campo gravitacional, fica sob a ação de uma força vertical, com sentido oposto à este campo (de baixo para cima), aplicada pelo fluido, cuja intensidade é igual a intensidade do peso do volume de fluido deslocado pelo corpo. Essa força (Figura 1) recebe o nome de Empuxo, cuja unidade de medida no Sistema Internacional (SI) é o Newton (N).

Figura 1 - Corpo imerso parcialmente.

O Empuxo pode ser calculado da seguinte forma:

E=P fd=mfdg

E=dfVfdg

onde:

E = Empuxo (N)

df = Densidade do fluido (kg/m³)

Vfd= Volume do fluido deslocado (m³)

g = Aceleração da gravidade (m/s²)

Com base em tais informações, pode-se obter o conceito de peso aparente, que é a diferença entre o peso real e o empuxo, possibiltando a dedução da densidade do objeto.

Paparente=Preal - E

E=dfVfdg dfVfdg=Preal - Paparente dfmodo . g=Preal - Paparentedo=df . mo . gPreal - Paparente do=df . PaparentePreal - Paparente

METODOLOGIA EXPERIMENTAL

O experimento foi dividido em duas partes: Parte A para validar o princípio de Arquimedes e a Parte B para calcular a densidade de objetos.

PARTE A

Para verificar o Princípio de Arquimedes foi necessário um suporte com uma haste a qual foi fixado um dinamômetro de 2 N, no qual seria determinado o peso (P1) de cada um dos três objetos fora da água, tais quais: um pesinho de 50 g, um pesinho de 100 g e um pesinho de 150 g. Posteriormente, encheu-se de água um béquer com ladrão até o seu limite máximo e submergiram-se os objetos presos ao dinamômetro obtendo o peso (P2) de cada. Dentro de um segundo béquer de 250 ml, foi armazenada a água despejada pelo “ladrão”, a qual foi pesada em um balança digital.

Após a pesagem dos objetos e da água deslocada, foi verificada a semelhança entre a os valores da diferença dos pesos dentro e fora da água, com os respectivos valores dos pesos do fluido deslocado, como mostra a fórmula a seguir:

(P1 - P2) = Pdeslocado

PARTE B

Com o auxilio de um dinamômetro de 1 Newton preso a um suporte, pesou-se os objetos (alumínio, ferro e objeto X), primeiramente fora da água (P1) e posteriormente totalmente submerso (P2). Usando os valores dos pesos de cada objeto observados no dinamômetro e o valor da densidade da água (1g/cm3), pode-se, a partir da fórmula deduzida na introdução do=df . PaparentePreal - Paparente, obter os valores da densidade do alumínio, ferro e objeto X.

RESULTADOS E DISCUSSÕES DOS RESULTADOS

PARTE A

Os resultados da parta A do experimento podem ser observados na Tabela 1.

Tabela 1 - Resultados experimentais.

Pesos (g)

P1 (N)

P2 (N)

P1 -P2

Pdeslocado (N)

50

0,520,01

0,430,01

0,090,01

0,070,01

100