Relatorio Fisica

OBJETIVOS:

O objetivo desta experiência é verificar, experimentalmente, o princípio de Arquimedes e determinar a densidade de sólidos e líquidos..

MATERIAL NECESSÁRIO:

 Balança Hidrostática;

 Fios;

 Proveta;

 Béquer;

 Corpos (Ferro, Alumínio e Latão);

 Líquidos (Água e Álcool);

INTRODUÇÃO:

Quando um corpo é total ou parcialmente imerso em um fluido (líquido ou gás) em equilíbrio, o fluido exerce uma pressão em todos os pontos da superfície do corpo que esteja em contato com ele. Como a pressão é maior nas partes imersas mais profundas, haverá uma força resultante verticalmente para cima, denominada empuxo. Arquimedes descobriu este fato experimentalmente muito antes de estabelecida as leis básicas da Mecânica e enunciou seu famoso princípio: “Todo corpo total ou parcialmente imerso em um fluido, sofre ação de uma força vertical, dirigida para cima, de módulo igual ao peso do fluido deslocado”.

Verificação do Empuxo:

Determinemos o peso de um corpo imerso num líquido como mostra a figura. Verificaremos que, de acordo com o princípio de Arquimedes, haverá um empuxo (E) exercido pelo líquido sobre o corpo; desta forma obteremos um peso aparente (P’) menor do que o peso real (P):

Então:

Por outro lado, de acordo com o princípio de Arquimedes, o empuxo é igual ao peso do líquido deslocado, isto é:

Onde ml é a massa de líquido deslocado e g, a aceleração da gravidade.

Como massa específica (ou densidade) do líquido é dada por:

Sendo V o volume do líquido deslocado, temos:

OBS: A densidade de um substância é a razão da massa específica desta substância para a da outra substância tomada como padrão. Para sólidos e líquidos, o padrão usualmente escolhido é a da água destilada a 4ºC, onde =1g/cm3.

DENSIMETRIA:

Determinaremos a densidade de um sólido mediante a aplicação do princípio de Arquimedes. Pela equação (1), temos:

Combinando com a equação (2), vem:

Onde ma representa a massa aparente do corpo imerso no líquido.

Como massa específica (densidade) do corpo é dada por:

Podemos escrever:

portanto:

que é a massa específica (densidade) de um corpo qualquer em função de sua massa m e da massa aparente ma.

PROCEDIMETO EXPERIMENTAL:

a) Pese um certo volume de água e determine sua massa específica (densidade).

Volume de água = 70 ml ; massa de água = 69,67g ; densidade da água = 0,995 g/ml

b) Pese cada corpo no ar (peso real ) e na água (peso aparente).

Massa do Alumínio = 42,95g; Massa do Alumínio na água = 27,47g;

Massa do Latão = 128,23g; Massa do Latão na água = 113,28g;

Massa do Ferro = 50,39g; Massa do Ferro na água = 43,93g.

c) Determine o valor do empuxo, para cada corpo, usando a equação (1).

EAl = 15,48gf ; ELatão = 14,95gf ; EFe = 6,46gf

d) Determine o Volume dos corpos.

VAl = 66 – 50 = 16ml ; VLatão = 65 – 50 = 15ml ; VFe = 77 – 70 =7ml

Al = 2,684g/ml; Latão = 8,549g/ml; Fe = 7,199g/ml

e) Determine o valor do empuxo, para cada corpo, usando a equação (2).

EAl = 15,92gf ; ELatão