Princípio de Arquimedes e Densidade dos Sólidos

Laboratório de Física Aplicada II

Laboratório 1
Princípio de Arquimedes e Densidade dos Sólidos

Limeira
19/08/2013
1. INTRODUÇÃO
Um corpo mergulhado num líquido recebe forças do líquido em toda a sua superfície. As componentes horizontais das forças se equilibram e as componentes verticais fornecem uma resultante para cima. Todo corpo imerso em um fluido recebe uma força vertical para cima chamada Empuxo, de intensidade igual à intensidade de peso do fluido deslocado:
E = PL –> mL g => E = µLVL g (1)
Em que:
E –> força de empuxo;
PL –> peso do liquido deslocado; mL –> massa do liquido deslocado;
VL –> volume do liquido deslocado; µL –> massa específica do liquido deslocado (mL/VL); g –> aceleração da gravidade.
Lembrando que apesar das fórmulas da densidade (ρ) e da massa específica (µ) serem iguais (m/V), o conceito é diferente. Massa especifica é definida para substâncias homogêneas e maciças (massa do corpo dividida pelo volume ocupado por essa massa). A densidade é definida para um corpo qualquer (homogêneo ou heterogêneo) podendo ser maciço ou oco (massa do corpo dividida pelo volume do corpo).
Em nosso experimento, a massa específica e a densidade apresentam valores iguais por serem utilizados materiais homogêneos e maciços. Por isso que nas fórmulas usaremos a simbologia da densidade (ρ) no lugar da massa específica (µ):
E = ρL VL g (2), em que ρL é a densidade do liquido deslocado.
No caso de um corpo totalmente submerso, o volume do liquido deslocado (VL) é igual ao volume do corpo (VC), a equação do Empuxo fica: E = ρL VC g (3).
Na definição do Peso Aparente (Pap) ilustrado na Figura 1, o corpo imerso num fluido (gás ou líquido), fica sujeito a uma força de Empuxo E, aplicada pelo fluido. Assim a intensidade da força T, que é medida pelo dinamômetro, é:
T = Pc – E , em que Pc é a força peso do corpo.
Sendo T representando o Pap, a equação fica:
Pap = Pc – E => E =