Arquimedes

UNIVERSIDADE CATÓLICA DE BRASÍLIA
CURSO DE FÍSICA LABORATÓRIO DE FLUIDOS

P RINCÍPIO DE A RQUIMEDES E D ENSIMETRIA
OBJETIVO
• • • Identificar a presença do empuxo sobre um corpo submerso em um fluido Demonstrar o Princípio de Arquimedes. Determinação da densidade de líquidos e sólidos com o auxílio de uma balança de Jolly.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Densidade
Define-se densidade de um corpo de massa m e volume V como sendo a relação:

ρ=

m V

Eq. 1

Princípio de Arquimedes
"Um corpo ao ser mergulhado num líquido, sofre a ação de uma força de sentido ascensional, de baixo para cima, cujo módulo é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo". Vamos definir, analisar e deduzir:

• • • •

pa = peso aparente (peso que o corpo aparenta ter quando mergulhado no fluido) = ma g E = força que age sobre o corpo submerso em um fluído = Empuxo p = peso do corpo = mg E = p - pa mF g = mg - ma g

∴

mF = m - ma

mas portanto:

ρF =

mF VF

( densidade do fluido )

m - ma = ρF VF

sendo ρF a densidade do fluido

VC

Como o volume do fluido deslocado, quando um corpo é submerso, é igual ao volume do corpo m = , temos:

ρC

Fluidos

PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES E DENSIMETRIA

1

m − ma = ρ F VF = ρ F

m

ρC

Finalmente

ρC =

p m ρF = ρF m − ma p − pa

Eq. 2

A equação 2 é a expressão pela qual será determinada a densidade de um corpo de forma geométrica qualquer, em função da densidade do fluido em que ele foi mergulhado. Vamos desprezar a correção devido a temperatura, pois usualmente se calcula a densidade em relação a água na temperatura ambiente, como medida padrão.

MATERIAL NECESSÁRIO
- Balança - Recipiente com água destilada - Massas de diversos materiais - Seringa - Dinamômetro sensível - Paquímetro - Suporte para o dinamômetro ou mola - Empuxômetro (cilindro de náilon mais o cilindro de plástico)

PROCEDIMENTO Parte 1 : Princípio de Arquimedes
a) Vamos utilizar na experiência um dinamômetro para a medida das