Experimento de Arquimedes

Páginas: 6 (1430 palavras) Publicado: 12 de abril de 2014
Universidade Federal de Campina Grande – UFCG
Campina Grande - PB, 15 de Março de 2004
Centro de Ciências e Tecnologia – CCT
Departamento de Física – DF
Disciplina: Física Experimental I
Período: 2003.2

RELATÓRIO DA 6° EXPERIÊNCIA



( 27 – PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES: EMPUXO )

1

INTRODUÇÃO
O objetivo desta experiência é determinar o empuxo exercido pela água sobre um corpo deforma cilíndrica e comparar o valor experimental do empuxo obtido com o valor teórico.
O material utilizado foi o corpo básico, armadores, manivela, balança, bandeja, massas
padronizadas, suporte para suspensões diversas, paquímetro, cilindro metálico, cordão,
bécker com água e linha de nylon.
MONTAGEM:

PROCEDIMENTOS E ANÁLISES
PROCEDIMENTOS
Ao iniciar a experiência, o corpo básico jáestava armado e pronto para o início do
experimento.
Amarrou-se o laço do cordão da balança em outro cordão, passou-se pelo gancho do
suporte e amarrou-se a sua extremidade livre na manivela. Mediu-se e anotou-se o peso da
bandeja.
Com o auxílio do paquímetro, mediram-se a altura do cilindro metálico e o diâmetro de sua
seção reta, anotou-se as medidas obtidas.

2

Retiraram-se os pratos dabalança e amarrou-se um pedaço de nylon no cilindro metálico
para pendurá-lo na posição vertical, numa das presilhas da barra e, na outra, colocou-se a
bandeja. Mediu-se e anotou-se o peso do cilindro metálico.
Abaixou-se a barra da balança até colocar completamente o cilindro em água, num bécker
abaixo do sistema. Reequilibrou-se a barra na posição horizontal para saber o peso aparente
docilindro.
Por fim, colocou-se o cilindro metálico que estava imerso na água, próximo à superfície e
depois, levou-o até próximo ao fundo do bécker. Com isto, observou-se que não é preciso
reequilibrar a barra da balança.

DADOS OBTIDOS
Peso da bandeja: Pb = 7,45gf
Dimensões do Cilindro Metálico:
Altura: l = 55,75mm
Diâmetro da seção reta: d = 19,00mm
Pesos do Cilindro:
Peso Real doCilindro: Pc = 115,00 + Pb
Peso aparente o Cilindro: Pac = 100,1 + Pb

Pb = 122,45gf
Pac = 107,55gf




Observação do passo 7 : A balança continuou equlibrada.
Abaixo, tem-se o diagrama de corpo livre do cilindro (C) submerso em água, contida num
bécker.
As forças que atuam sobre o cilindro são: o peso do cilindro, a tensão exercida pelo cordão
que está preso à balança, e as forçasexercidas devido à pressão da água na seção reta
superior e na seção reta inferior. As forças exercidas na seção inferior são maiores do que
da seção superior, surgindo assim o empuxo sobre o corpo.
No diagrama ao lado, tem-se:
T = PaC tração no cordão
F’s1
forças aplicadas pela água à área da base
superior do Cilindro
F’s2
forças aplicadas pela água à área da base
superior do Cilindro
PCpeso real do Cilindro
h1
profundidade da base superior do Cilindro
h2
profundidade da base inferior do Cilindro

Diagrama de Corpo Básico do Cilindro (C)
submerso em água



T

F’s1

h1

L

h2

R

3










L
R

comprimento do Cilindro
raio da seção reta do Cilindro

F’s2

A partir daí, obtém-se as expressões para as forças exercidas nas seçõesretas superior e
PC
inferior do cilindro. Supondo que a seção reta superior está a uma altura h1 e a seção reta
inferior está a uma altura h2 tem-se que: P1 = ρlíq x g x h1 e F1 = P1 x A, onde A é a área da
seção reta. Daí tem-se que:
F1 = (ρlíq x g x h1) x A
E tem-se que: F = (ρlíq x g x h ) x A, onde F é a força exercida na seção inferior do
cilindro.







Já que h2 é maior doque h1, tem-se que F2 > F1. Assim, pode-se deduzir a expressão para a
força total exercida pelo líquido sobre o cilindro totalmente imerso. Esta força chama-se
Empuxo. Assim, tem-se a seguinte expressão:
F1 = (ρlíq x g x A x h

(ρlíq x g x A x h1


) -₂
- )₂

= (ρlíq x g x A) . ( h
= ρlíq x g x AL

h1 .

)

Eteo = F

Eteo = ρlíq x g x Vs

-₂

Com a expressão obtida, e...
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