Universidade Federal do Cear

Centro de Tecnologia

Curso de Engenharia Eltrica

RELATRIO DE FSICA

PRTICA 06-PRINCPIO DE ARQUIMEDES E DENSIMETRIA

Aluno: Rayane Gadelha Melo de Lima

Disciplina: Fsica Experimental para Engenharia

Curso: Engenharia Eltrica

Matrcula: 368610

Professor: Vinnie

Turma: 30A

Fortaleza Cear

2015

1. Objetivos:

Determinar a densidade de slidos e lquidos.

Verificar experimentalmente o princpio de Arquimedes.

Determinar o empuxo.

Verificar a condio para que um slido flutue em um lquido.

2. Material Utilizado:

Dinammetro graduado em N;

Corpos slidos (plstico, ferro, chumbo, parafina, madeira);

Lquidos (gua, lcool);

Garrafa plstica com tampa;

Bquer de 140 mL;

Proveta de 100 mL;

3. Procedimento Experimental:

3.1. Determinao da massa especfica (Densidade) de lquidos:

1. Utilizando o dinammetro, pese a garrafa plstica com tampa vazia. Anote seu

peso em N.

2. Mea numa proveta graduada 100 mL de gua, coloque no recipiente de plstico

e tampe, pese, determine sua massa especfica (densidade) e anote na tabela 3.1

Peso da garrafa vazia = 0,1 N ou 10,20g

Peso da garrafa com gua = 1,06 N ou 108,16g

=108,16 10,20

100= 0,9796 /

3. Repita o procedimento 2- usando lcool. Anote na tabela 3.1.

Peso da garrafa vazia = 0,1 N ou 10,20g

Peso da garrafa com lcool = 0,94 N ou 95,82g

=95,82 10,20

100= 0,9562 /

3.2. Determinao da massa especfica (Densidade) de slidos:

4. Determine o volume de cada amostra mergulhando-a em uma proveta graduada

contendo gua. Anote na Tabela 3.1

5. Pese, calcule a massa em gramas e determine a massa especfica de cada uma das

amostras. Anote na Tabela 3.1

Tabela 3.1- Resultados experimentais

Amostra Peso (N) Massa (g) Volume (cm) Massa especfica (cm)

gua 0,96 97,96 100 0,98

lcool 0,84 85,62 100 0,85

Alumnio 0,50 50,97 21 2,43

Plstico 0,24 24,46 22 1,11

Chumbo

1,62 165,14 16 10,32

Madeira

0,20 20,39 28 0,73

Parafina 0,20 20,39 23 0,89

3.3. Verificao da densidade relativa

6. Coloque gua no bquer de modo a verificar quais das amostras flutuam na gua,

observe e anote na Tabela 3.2

7. Repita o procedimento anterior usando lcool no lugar da gua. Anote na Tabela

Tabela 3.2- Comparao das densidades.

3.4. Determinao do Empuxo

8. Coloque cerca de 60 mL de gua na proveta e determine o peso aparente das

amostras de alumnio, plstico e chumbo, pesando-as totalmente mergulhadas na

gua. Anote na Tabela 3.3

9. Repita os experimentos utilizando lcool.

Amostra Flutua na

gua?

Flutua no

lcool?

amostra menor do

gua?

amostra menor que

lcool?

Alumnio NO NO NO NO

Plstico NO NO NO NO

Chumbo

NO NO NO NO

Madeira SIM SIM SIM SIM

Parafina SIM NO SIM NO

Tabela 3.3-Peso aparente das amostras

10. Determine o empuxo multiplicando a densidade de cada lquido, gua ou

lcool (obtida no procedimento 3), pelo volume determinado no procedimento 4 e

pela acelerao da gravidade g (9,81 m/s). Anote nas Tabelas 3.4 e 3.5.

11. Determine o empuxo pela diferena entre o peso real e o peso aparente

quando o corpo est imerso num lquido e anote nas Tabelas 3.4 e 3.5.

Tabela 3.4-Empuxo na gua

Amostra Peso aparente na gua (N) Peso aparente no lcool (N)

Alumnio 0,30 0,32

Plstico 0,02 0,06

Chumbo

1,48 1,50

Amostra Alumnio Plstico Chumbo

Volume (m) 21 106 22 106

16 106

Empuxo

Dens. Liquido (Kg/m) *volume (m) * gravidade (m/s) 0,20 0,21

0,15

EMPUXO (N) (peso real) (peso aparente) 0,20 0,22

01,4

Tabela 3.4-Empuxo no lcool.

4. Questionrio

1. Baseado nos dados experimentais obtidos, qual a massa, em gramas, de:

a) 1 litro de gua.

gua = 0,9796 g/cm

1 litro = 1 dm = 103 cm

0,9796 g/cm x 103 cm = 979,6 g

b) 1 litro de lcool.

0,8562 g/cm x 103 cm = 856,2 g

2. Que concluso podemos tirar dos resultados da Tabela 3.2?

A Tabela 3.2 mostrou que a densidade est relacionada capacidade de

flutuar ou no em um determinado lquido. Para a gua, o ferro, o plstico e o

chumbo no flutuaram, enquanto a madeira e a parafina flutuaram. J no lcool

apenas a madeira flutuou. Ao analisar as densidades das amostras, pode-se

notar que as amostras que tm densidade menor do que a densidade do lquido

Amostra Alumnio Plstico Chumbo

Volume (m) 21 106 22 106

16 106

Empuxo

Dens. Liquido (Kg/m) *volume (m) * gravidade (m/s) 0,18 0,18

0,13

EMPUXO (N) (peso real) (peso aparente) 0,18 0,18

0,12

ao qual foram adicionadas so justamente as amostras que flutuam neste

lquido.

3. Sabemos que o gelo flutua na gua e que garrafas com gua colocadas no

congelador explodem. Que relao h entre estes dois fatos?

Quando a gua est em estado lquido e em temperatura ambiente (cerca

de 20C), a sua densidade aproximadamente igual a 0,99 g/cm3. Mas quando

passa para o estado slido, com temperaturas de 0C ou menos, sua densidade

diminui para cerca de 0,92 g/cm3.

Assim, o gelo flutua na gua porque sua densidade menor do que a da

gua lquida em temperatura ambiente.

A gua tem uma caracterstica especial: ao congelar, expande seu volume

em cerca de 10%

Considerando 1 g de massa, h 1,1 cm de gelo e 1,000 cm de gua, assim,

fcil concluir que para uma mesma massa de gua, em estado slido a gua

ocupa um maior volume. Assim, com o derretimento do gelo, o volume ocupado

seria maior do que se fosse adicionada a mesma massa de gua em estado lquido.

Esse o motivo pelo qual garrafas com gua explodem, com a transformao da

gua em gelo, o novo volume ocupado pelo gelo maior do que o ocupado pela

gua, o que supera o volume suportado pela garrafa, uma vez que est estava cheia.

4. Que propriedade um lquido deve ter para que uma esfera de ao de 1,0 kg de

massa possa flutuar? A massa especfica do ao 7850 kg/m.

Para tal ocorrncia o liquido deve ter densidade maior que 7850 kg/m,

assim a esfera de ao iria flutuar.

5. Baseado nos dados obtidos, Tabelas 3.4 e 3.5, onde o empuxo maior, na gua

ou no lcool? Justifique.

De acordo com as Tabelas 3.4 e 3.5, o empuxo maior na gua. Uma vez

que o empuxo determinado pelo produto da densidade do lquido pelo volume

da amostra pela acelerao da gravidade, quanto maior for a densidade do lquido,

maior o empuxo.

6. Como a massa especfica do lquido influi no empuxo?

E = lquido x Volume amostra x gravidade, assim, a massa especfica do

lquido diretamente proporcional ao empuxo.

7. (a) um cubo de gelo est flutuando em um copo de gua. Quando o gelo fundir,

o nvel da gua no copo subir? Explique.

No, pois a densidade do gelo menor que a da agua, isso significa que quando

o gelo derreter e se tornar gua novamente o nvel da agua do copo ir descer.

.

(b) se o cubo de gelo contm um pedao de chumbo no seu interior, o nvel da

gua baixar quando o gelo fundir? Explique.

Sim, a massa de gua deslocada pelo chumbo tem volume muito maior que o

volume da massa de chumbo. Quando o gelo fundir (ele no afetar o volume)

a bola de chumbo mergulha, deslocando apenas seu prprio volume em gua e

o nvel baixar.

8. Um estudante tem 65,0 Kg de massa.

a) Supondo que seu volume 0,068 m, qual o empuxo sobre o estudante

devido ao ar?

E = lquido x Volume amostra x gravidade

E = 1,3 Kg/m x 0,068 m x 9,81

E = 0,8672 N

b) Qual o peso aparente em kgf que o mesmo obtm ao se pesar?

E = P real P aparente.

0,8672 N = 65,0 Kg x 9,81 m/s - P aparente

P aparente = 637,65-0,8672

P aparente =636,78 N ou 64,91 Kgf

c) Este estudante flutuaria na gua? Justifique. (A massa especfica do ar

1,3 Kg/m.)

Utilizando a unidade massa especfica em kg/m

A densidade da gua = 979,6 Kg/m

A densidade do estudante = 65 Kg / 0,068 m

A densidade do estudante =955,88 Kg/m

Logo que estudante < gua, o estudante flutuaria na gua

5. Bibliografia:

DIAS, N. L.: Roteiros de aulas prticas de Fsica. UFC- Cear, 2012.

Mundo Educao. Densidade da gua e do gelo. Disponvel em:

http://www.mundoeducacao.com/quimica/densidade-agua-gelo.htm. Acesso em

02/06/2105.

Revista Super Interessante. Por que a gua congelada flutua, em vez de

afundar? Disponvel em: http://super.abril.com.br/ciencia/por-que-a-agua-congelada-

flutua-em-vez-de-afundar. Acesso em 02/06/2105.