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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA - ICET
QUÍMICA INDUSTRIAL
FÍSICA EXPERIMENTAL II
FORÇA DE EMPUXO
ITACOATIARA - AM
2010
UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA - ICET
QUÍMICA INDUSTRIAL
FÍSICA EXPERIMENTAL II
ALEXANDRO ALVES
Prof.ª Arione Assis de Araujo
ITACOATIARA - AM
2010
SUMÁRIO
1.Introdução Teórica
................................................................. 04
2.Métodos e Materiais
..........................................................................
04
2.1. Experimento 10 – Empuxo e a natureza do líquido ............... 04
2.2. Experimento 11 – Empuxo e peso do volume de líquido deslocado
............................................................................
................. 05
3. Análise e discussão
..........................................................................
05
4. Conclusão
............................................................................
............ 06
6. Referências
............................................................................
...... 06
1. INTRODUÇÃO TEÓRICA
A literatura informa que o sábio grego Arquimedes (282-212 AC)
descobriu, enquanto tomava banho, que um corpo imerso na água se torna 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. Sendo assim, segundo o princípio de Arquimedes:
"Todo corpo mergulhado num fluido (líquido ou gás) sofre, por parte do
fluido, uma força vertical para cima, cuja intensidade é igual ao peso do
fluido deslocado pelo corpo."
No presente relatório serão realizados 2 experimentos fundamentados no
princípio de Arquimedes para o cálculo da força empuxo e volume de líquido
deslocado.
2. MÉTODOS E MATERIAIS
2.1. Experimento 10 – Empuxo e a natureza do líquido.
Material Necessário
Tripé tipo estrela;
Haste fêmea com 405 mm;
Haste macho com 405 mm;
Dinamômetro tubular de 1 N e precisão de 0,01 N;
Duplo cilindro de Arquimedes;
Presilha plástica com manipulo e haste de 13 cm;
Becker de 250 mL.
Procedimento experimental
1. Ajustar o zero do dinamômetro e montar o equipamento.
2. Pendurar o cilindro de nylon na parte inferior do primeiro cilindro,
em seguida pendurar no dinamômetro e anotar na tabela 1 o valor
indicado (P = peso real).
3. Mergulhar o cilindro de nylon na água e anotar na tabela 1 o valor
indicado no dinamômetro (Pa = peso aparente).
4. O que se observou em relação ao peso do conjunto?
5. Qual é a direção e o sentido da força empuxo?
6. Determinar o módulo do empuxo através da equação 1.
7. Refazer a atividade usando álcool.
8. Qual apresenta maior empuxo, água ou álcool?
9. O empuxo depende da natureza do líquido?
2.2. Experimento 11 – Empuxo e peso do volume de líquido deslocado.
10. Calcular o volume do cilindro utilizando a equação 2.
11. Observar que o volume do cilindro fêmea é igual ao volume do cilindro
de nylon.
12. Qual é a leitura do dinamômetro ao encher o cilindro fêmea?
13. Qual é o volume de água que foi colocado no cilindro fêmea?
14. Qual é o peso do volume de água deslocado pelo cilindro submerso?
15. Qual o volume de água que foi deslocado pelo cilindro submerso?
16. Comparar os valores dos itens 6 e 14. São iguais ou diferentes?
17. Escrever o princípio de Arquimedes.
3. ANÁLISE E DISCUSSÃO
Analisando a tabela 1 percebe - se que o peso do cilindro diminui ao
ser mergulhado em ambos os líquidos e o motivo dessa perda aparente de peso
é relativo à força vertical para cima conhecida com empuxo. Sendo que a
causa do empuxo é o fato de a pressão aumentar com a profundidade, pois, se
a pressão na parte superior e inferior do corpo fossem iguais as forças de
pressão seria nula e não existiria o empuxo sobre o corpo.
Apesar disso, a força empuxo depende da natureza dos líquidos que está
associado às forças intermoleculares como, por exemplo, a água é formada
pela ligação mais forte a nível molecular que são as pontes de hidrogênio o
que dificulta um pouco mais o deslocamento das partículas exercendo uma
maior pressão sobre o corpo em relação ao álcool.
"Líquidos "Peso real "Peso aparente "Empuxo "
" "(N) "(N) "(N) "
"Água "0,77 "0,33 "0,44 "
"Álcool "0,78 "0,38 "0,40 "
Tabela 1
Sendo o volume de água adicionada no cilindro fêmea igual ao volume do
cilindro de nylon, o peso do volume da água deslocado pelo cilindro
submerso é igual a força de empuxo da água (Tabela 1). E por questão de
erros de medida chegamos a um valor aproximado (Tabela 2).
Tabela 2
"Volume do "Cilindro fêmea "Peso do volume"
"cilindro de "com água (N) "de água (N) "
"nylon (cm³) " " "
"43,10 "0,71 "0,43 "
4. CONCLUSÃO
Portanto, num corpo que se encontra imerso em um líquido, agem duas
forças: a força peso, devida à interação com a gravidade, e a força de
empuxo, devida à sua interação com o líquido. Quando um corpo está
totalmente imerso em um líquido, podemos ter as seguintes condições:
- Se ele permanece parado no ponto onde for colocado, a intensidade da
força de empuxo é igual à intensidade da força peso (E = P);
- Se ele afundar, a intensidade da força de empuxo é menor do que a
intensidade da força peso (E < P);
- E se ele for levado para a superfície, a intensidade da força de
empuxo é maior do que a intensidade da força peso (E > P) .
Como diz o princípio de Arquimedes:
"Todo corpo completo ou parcialmente mergulhado em um fluido
experimenta uma força de flutuação (empuxo) para cima, cujo valor é igual
ao peso do fluido deslocado pelo corpo."
6. REFERÊNCIAS
SERWAY, Raymond A.; JEWETT, John W. Princípios de Física : Movimento
ondulatório e termodinâmica, Vol. 2 . São Paulo: Cengage Learning, 2008.
PRINCÍPIOS DE ARQUIMEDES. Disponível em:
.
Acesso : 27 set. 2010.
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Equação 1
Equação 2
