UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPRITO SANTO

CENTRO UNIVERSITRIO DO NORTE DO ESPRITO SANTO

DEPARTAMENTO DE CINCIAS NATURAIS

Calebe Lima de Jesus Pereira

Dayene de Carvalho da Silva Pereira

Ramon Santana Curto

RELATRIO FSICA EXPERIMENTAL

O Princpio de Arquimedes

Disciplina de Fsica Experimental ministrada pelo

Professor Jos Rafael C. Proveti

So Mateus

2015

1 Objetivos Gerais

Identificar a presena do empuxo em funo da aparente diminuio da fora peso de

um corpo submerso em um lquido e constatar, ou no, a veracidade da afirmao: Todo

corpo mergulhado em um fluido fica submetido ao de uma fora vertical, orientada

de baixo para cima, denominada empuxo, de mdulo igual ao peso do volume de fludo

deslocado.

2 Dados Experimentais

Dados experimentais usando o cilindro metlico

Descrio Peso (N)

Peso cilindro metlico 0,69 0,01

Peso do recipiente + ganchos 0,22 0,01

Peso do recipiente + cilindro + ganchos 0,91 0,01

Peso aparente com incerteza 0,64 0,01

Peso da gua retirada com incerteza 0,48 0,01

Descrio Volume (ml)

Volume da gua retirada com incerteza 27,0 0,5

Volume do cilindro calculado com incerteza 25 1

Dados experimentais usando o cilindro plstico

Descrio Peso (N)

Peso cilindro plstico 0,51 0,01

Peso do recipiente + ganchos 0,22 0,01

Peso do recipiente + cilindro + ganchos 0,73 0,01

Peso aparente com incerteza 0,30 0,01

Peso da gua retirada com incerteza 0,58 0,01

Descrio Volume (ml)

Volume da gua retirada com incerteza 38,5 0,5

Volume do cilindro calculado com incerteza 45 2

3 Clculos

O Princpio de Arquimedes afirma que todo corpo submerso em um fludo experimenta

um empuxo vertical e para cima igual ao peso de fludo deslocado. A explicao do

princpio de Arquimedes consta em duas partes como indicado na Figura 1.

Figura 1 Poro de fludo em equilbrio com o resto do fludo. O estudo das foras sobre

uma poro de fludo em equilbrio com o resto do fludo.

Para um corpo parcialmente submerso, que o caso dos experimentos executados,

sustentado por uma tenso que o puxa para cima, de modo a se escolher livremente qual

poro do corpo fica submersa, temos que o empuxo exercido apenas pela parte do

corpo efetivamente dentro do fluido.

Nesse caso, temos no equilbrio:

T = P - E

Onde T a tenso na corda (que ser o peso aparente) que sustenta o corpo, P o

peso do corpo e E o empuxo do fluido sobre o corpo. Logo,

E = Peso real Peso aparente

Assim, o empuxo que age sobre o cilindro metlico dado por:

E = (0,91 0,01) N (0,64 0,01) N

E = (0,27 0,02) N

Convertendo o peso em Newton para volume ml temos que igual a (27 2) ml.

O empuxo que age sobre o cilindro plstico dado por:

E = (0,73 0,01) N (0,30 0,01) N

E = (0,43 0,02) N

Convertendo o peso em Newton para volume ml temos que igual a (43 2) ml.

4 Anlise de Dados

Como podemos observar pelos dados experimentais os valores de peso aparentes se

diferem dos valores de peso da gua deslocada.

Peso aparente do cilindro metlico igual a (0,64 0,01) N que diferente do

peso da gua retirada que, nesse caso, igual a (0,48 0,01) N.

Peso aparente do cilindro plstico igual a (0,30 0,01) N que diferentes do

peso da gua retirada que, nesse caso, igual a (0,58 0, 01) N.

Isso ocorre devido ao fato de que sobre um corpo imerso em gua age um empuxo que

por sua vez diminui o peso real para um peso aparente.

Os valores de volume de gua retirada e os valores de volume dos cilindros tambm no

coincidem, mesmo dentro das suas incertezas. Apesar dos valores se diferirem eles

ainda so muito prximos.

O volume do cilindro metlico igual a (25 1) ml e o volume da gua retirada

igual a (27,0 0,5) ml.

O volume do cilindro plstico igual a (45 2) ml e o volume da gua retirada

igual a (38 0,5) ml.

Essa diferena pode ser devido a algum erro do operador na hora de executar o

experimento juntamente com erros dos instrumentos utilizados. Como o volume do

cilindro plstico foi calculado com base em suas dimenses, provvel que erro esteja

no valor do volume da gua retirada, j que tivemos problemas com a medio desse

valor. O problema ocorreu quando, ao tirarmos certa quantidade de gua o cilindro de

plstico comeou a encostar no fundo do recipiente, ento tivemos que aumentar a altura

do suporte para que ele deixasse de encostar no fundo. Aps feito isso, retornamos a

retirada da gua levando assim ao erro na mediao no valor do volume de gua retirada.

O Princpio de Arquimedes afirma que o valor de empuxo igual ao valor de peso do

volume do fluido deslocado. Essa afirmao foi confirmada com a comparao dos

valores de empuxo encontrados com os valores de volume de gua retirados tanto com

o cilindro metlico como com o cilindro plstico.

O empuxo que age sobre cilindro metlico igual a (0,27 0,02) N que convertendo o

peso em Newton para volume em ml temos que igual a (27 2) ml que coincide com o

valor de volume de gua retirada igual a (27,0 0,5) ml. O valor de empuxo tambm

coincide, dentro da incerteza, com o valor do volume do cilindro metlico que igual a

(25 1) ml.

O empuxo que age sobre o cilindro plstico igual a (0,43 0,02) N que convertendo o

peso em Newton para volume em ml temos que igual a (43 2) ml que no coincide

exatamente com o valor de gua retirada devido ao um erro na medio desse valor,

mas se aproxima muito do valor que igual a (38 0,5) ml. O valor de empuxo, porm

coincide, dentro da incerteza, com o valor do volume do cilindro plstico que igual a

(45 2) ml.

5 Concluses

Atravs do experimento executado, pode-se observar que o empuxo uma fora vertical,

orientada para baixo e que atua sobre o corpo imerso mudando o seu peso real para um

peso aparente menor.

O Princpio de Arquimedes explica por que as embarcaes de grande porte no

afundam a pesar do seu peso real ser muito grande. Isso se deve a quantidade de gua

deslocada por cada material, seja o corpo de uma pessoa ou um navio. Quando esse

material imerso, o fluido reage tentando ocupar novamente esse espao. Quanto mais

gua tirada do lugar, maior a reao. Essa fora contrria o que sustenta o material

volumoso mergulhado na gua. Se o volume for bem razovel, a quantidade de lquido

deslocado por ele ter pode suficiente para manter um corpo de peso enorme flutuando.

6 Bibliografia

[1] HALLIDAY, David, Resnik Robert, Krane, Denneth S. Fsica 2, volume 1, 5 Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2004.

[2] INFOESCOLA, Princpio de Arquimedes. InfoEscola Navegando e Aprendendo. Disponvel em:< http://www.infoescola.com/fisica/principio-de-arquimedes-empuxo/>. Acesso em: 21 de junho de 2015