Empuxo

INDICE DE FIGURAS

Figura 1 - Princípio de Arquimedes 5

Figura 2 - Experimento Realizado 6

Figura 3 - A Origem do Principio 10

 

SUMÁRIO

INDICE DE FIGURAS 3

1.0 - INTRODUÇÃO 5

2.0 - DESENVOLVIMENTO 6

2.1 - MATERIAIS E MÉTODOS 7

2.1.1 - PRIMEIRA ETAPA - ÁGUA 7

2.1.2 - SEGUNDA ETAPA - ÁLCOOL 7

2.1.3 - TERCEIRA ETAPA - BALDE 8

2.1.4 - QUARTA ETAPA - CÁLCULO POR ARQUIMEDES 8

3.0 - CONCLUSÃO 9

4.0 - CURIOSIDADES 10

5.0 - REFERÊNCIAS 11

1.0 - INTRODUÇÃO

A força que faz a cortiça flutuar, parecendo que o corpo possui um peso menor do que o peso real é denominado de empuxo do fluido sobre o corpo. O princípio de Arquimedes quantifica o valor dessa força:

Um corpo total ou parcialmente imerso em um fluido sofre um empuxo que é igual ao peso do volume do fluido deslocado pelo corpo. Assim, um corpo imerso na água torna-se mais leve devido a uma força, exercida pelo líquido sobre o corpo, vertical e para cima, que alivia o peso do corpo. Essa força do líquido sobre o corpo, é denominada empuxo ou impulsão.

Resumindo, quando mergulhamos um corpo em um líquido, o corpo desloca uma quantidade de líquido igual a seu volume, e o peso desse volume de líquido deslocado é subtraído do peso do corpo pela força denominada empuxo.

Portanto, num corpo que se encontra imerso em um líquido em repouso, atuam duas forças, ambas com mesmo centro de ação:

• Peso (devido à interação com o campo gravitacional terrestre)

• Empuxo (devido à sua interação com o líquido)

Isto quer dizer que, para o objeto flutuar, o peso do líquido deslocado pelo objeto tem de ser maior que o próprio peso do objeto. A atuação desse sistema fica bem ilustrado na imagem abaixo:

Figura 1 - Princípio de Arquimedes

2.0 - DESENVOLVIMENTO

Com o auxílio de equipamentos para medição, realizamos o seguinte experimento:

Figura 2 - Experimento Realizado

Primeiramente a determinação do peso do objeto estudado fora do copo d'água, e posteriormente a submersão do mesmo em água e depois álcool, para o cálculo dos empuxos através do Princípio de Arquimedes.

2.1 - MATERIAIS E MÉTODOS

Os materiais utilizados no experimento foram:

• 01 Suporte para suspensão

• 01 Dinamômetro

• 01 Balde para preenchimento com liquido

• 01 Cilindro de náilon

• 01 Copo com água

• 01 Copo com álcool

Quanto aos métodos e etapas do experimento, ocorreram da seguinte forma.

Primeiramente ajustamos o dinamômetro no zero, para uma medição mais precisa, simplesmente realizando alguns impactos suavemente em sua base. Após isso com equipamento montado, penduramos o cilindro de náilon na parte inferior do primeiro cilindro, conforme mostra a primeira imagem da Figura 02. Com isso anotamos o peso normal do objeto, que foi registrado como "P = 0,75N".

2.1.1 - PRIMEIRA ETAPA - ÁGUA

Logo em seguida mergulhamos o cilindro de náilon na água, como ilustrado pela segunda imagem da Figura 2. Com isso anotamos novamente o peso, que nesse caso se torna aparente, devido a subtração da força denominada E(Empuxo). O peso aparente foi registrado como "Pa = 0,30N".

Notamos que houve uma diminuição de peso, quando o objeto foi submergido, devido ao E(Empuxo) cuja a direção da força é vertical e o sentido para cima, ficando contrário a força da gravidade, diminuindo assim o peso do cilindro. Com todos esses dados em mãos, determinamos o módulo do E(Empuxo), através da equação "E = P - Pa", chegamos ao resultado "E = 0,45N".

2.1.2 - SEGUNDA ETAPA - ÁLCOOL

Mergulhamos novamente o cilindro, mas dessa vez em um copo com álcool, o peso aparente anotado foi de "Pa = 0,35N". Após isso determinamos o módulo do empuxo novamente, "E = P - Pa", chegamos ao resultado "E = 0,40N". Com esse valor chegamos a conclusão, que no álcool a força de empuxo foi menor do que na água. Concluímos também, que a força de empuxo depende da natureza do liquido mais precisamente da sua Densidade, como explicado no Principio de Arquimedes pela fórmula: "E = dl. Vld . g", sendo "dl" = Densidade do Fluído, "Vld" = Volume do Fluído deslocado e "g" = Aceleração Gravitacional.

2.1.3 - TERCEIRA ETAPA - BALDE

Após o cálculo com álcool, preparamos novamente o equipamento, mas dessa vez, sem o cilindro, somente com o balde cheio de água, que contém o mesmo volume do cilindro, anotado por "V = 45,92 cm³ ou V = 45,92x10^-6 m³".

Ao coloca-lo no Dinamômetro notamos que apresentava o mesmo peso do cilindro, que foi anotado como "P = 0,75N", essa medição foi realizada com o balde completamente cheio, ou um volume de água de "Va = 45,92 cm³ ou Va = 45,92x10^-6 m³".

Notamos que o empuxo apresentado pelo balde submerso, foi de "E = 0,45N", igual ao empuxo apresentado pelo cilindro de mesmo volume. Notamos também que o peso do volume de liquido deslocado pelo corpo submerso e o valor do empuxo