O EMPUXO ANÁLISE FÍSICA

Empuxo e Análise Física

Nome: Luciano R Matos                UFRGS

Professor: Mário Norberto Baibich

Resumo:

Neste experimento, vamos discutir a ideia do empuxo, proposto por Arquimedes, segundo algumas fontes históricas. Dizem que ele precisava comprovar que uma coroa era feita de completo ouro. Quando ele foi tomar banho, percebeu que quanto mais o seu corpo afundava na banheira, a água transbordava. Assim, ele teria criado a Lei do Empuxo.

Apesar dos historiadores da ciência alegar que este fato não ocorreu, ainda damos este descobrimento para Arquimedes e vamos mostrar o que ele havia percebido com o experimento. Além disso, vamos determinar as concentrações de volume e massa da amostra e verificar o princípio de ação-reação.

Introdução:

Nossa experiência começa com a escolha de uma amostra de dois elementos. Nosso objetivo é determinar o volume e a massa de cada um dos contribuintes. Para o nosso experimento, lidaremos com Chumbo (Pb) e Alumínio (Al).

Como podemos mostrar com conceitos básicos:  [pic 1]

Logo .[pic 2]

O empuxo é nada mais que a força que o líquido faz no objeto para poder compensar a força que a gravidade exerce no objeto dentro do fluído.

Quando Arquimedes estava tomando banho, ele percebeu que a massa de seu corpo que entrava na água era igual à massa do fluído deslocado para fora da banheira. Então, podemos dizer que:

[pic 3]

Sabendo que o Volume de líquido Deslocado é igual ao Volume da nossa amostra, podemos unir as equações  para conseguir uma relação entre os volumes de cada elemento:[pic 4]

[pic 5]

Depois de descoberto isso, e lembrando que por definição , substituindo em (1), encontramos que:[pic 6]

.[pic 7]

Materiais Utilizados:

• Balança de Precisão
• Amostra de Chumbo e Alumínio
• Fio
• Dinamômetro
• Becker
• Água

Procedimentos:

Primeiramente, vamos usar a balança e descobrir a massa total da nossa amostra e depois vamos medir novamente com a ajuda do dinamômetro, vamos medir a força gravitacional da amostra.

Depois, pegaremos o Becker, adicionamos água e medimos o seu peso na balança. Após isso, vamos colocar a amostra, ainda presa no dinamômetro, mergulhado no Becker, ainda em cima da balança como indica a Figura 1.0:

[pic 8]

Figura 1.0: Mostrando as forças que agem no corpo submerso e mostra um esquema lateral do experimento. FONTE: CEFET-BA, Prof. Niels F. Lima

Na Figura 1.0 temos o esquema do experimento e resaltamos que estamos lidando com as idealizações que o líquido é homogêneo, o fio que segura à amostra tem massa e comprimento desprezível.

 

Dados Experimentais:

Tabela 1: Dados recolhidos com os procedimentos descritos acima.

	Força peso na amostra (N)	Becker com água (g)
Condições Iniciais	0,56	330
Condições Finais (com amostra na água)	0,42	344
Massa da amostra (g)	59,69

Análise Experimental:

Primeiramente, passamos todas as unidades que temos para o Sistema Internacional, para podermos calcular o volume de Al em nossa amostra.

O empuxo representado por E, será o resultado da medida do dinamômetro nas condições iniciais menos as finais: [pic 9]

...