Relatorio principio de arquimedes
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Princípio de Arquimedes Engenharia Életrica, 04 5FERS-NT4 DINIZ, Heitor¹; HENRIQUE, Pedro Cesár Damasceno²; LISBOA, Tuane Silva Paixão³ Entregue ao professor Alexandre da Silva Santos da disciplina Fenômenos Oscilatórios e Termodinâmica Resumo: Este relatório busca conhecer o significado do Principio de Arquimedes através de seu estudo experimental por meio de fórmulas e gráficos. Através do presente estudo, entende-se o Principio de Arquimedes que diz que todo corpo imerso ou parcialmente imerso em um fluido sofre ação de uma força empuxo verticalmente para cima, cuja intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo. Foram realizados experimentos a fim de comparar os resultados obtidos com o principio supracitado. Todos os resultados encontrados estarão descritos em tabelas sendo eles justificados em gráficos e equações, comprovando o que diz o Principio de Arquimedes. Palavras-chave: Experimento, Principio de Arquimedes, Empuxo, Gráficos, Compreensões Discentes. I. INTRODUÇÃO Este relatório tem como objetivo conhecer o significado do Principio de Arquimedes através de seu estudo experimental por meio de fórmulas e gráficos. O Principio de Arquimedes diz que todo corpo imerso ou parcialmente imerso em um fluido sofre ação de uma força empuxo verticalmente para cima, cuja intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo (HALLIDAY, 2006). Fonte: www.google.com.br/principio de Arquimedes Figura 1: Forças que atuam no Princípio de Arquimedes O perfil da pressão ao longo da direção vertical, num fluido em repouso, é tal que se h representa a profundidade, então: p - p o + p f gh, onde p é a pressão em uma certa profundidade, p o é a pressão na superfície do fluido, p f é a pressão do fluido. De acordo com a primeira expressão, pontos mais profundos sentem maior pressão, logo um corpo parcial ou completamente imerso sofre pressões maiores em sua parte inferior que em sua parte superior. Há a existência das forças de empuxo e a intensidade de tais forças é explicitada no Principio de Arquimedes, sendo assim: E = gp 1 V des . Onde E é o empuxo, V des o volume do fluido deslocado. Segundo HALLIDAY, 2006 uma conseqüência do Principio de Arquimedes é que corpos imersos em fluidos apresentam, se pudermos medir, um peso diferente (menor) do que aquele que mediríamos se o corpo não estivesse imerso. A esse “peso” chamaremos de peso aparente (P a ), de forma que P é o peso do corpo fora do fluido, teremos: P a = P – E. Combinando a segunda expressão com a terceira teremos: P a = P – gp 1 V des . II. EXPERIMENTO O experimento consiste em duas partes. Primeiro aprenderemos uma técnica de medir a densidade relativa entre os fluidos, segundo HALLIDAY, 2006. 1. Medir a massa, M p da proveta. 2. Medir a massa da proveta com uma coluna d’água de altura determinada, m 1 . 3. Medir a massa da proveta com uma certa coluna de álcool (de mesma altura que a coluna d’água do passo anterior), m 2 . A densidade relativa entre a água e o álcool será:
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Princípio de Arquimedes
Engenharia Életrica, 04 5FERS-NT4
DINIZ, Heitor¹; HENRIQUE, Pedro Cesár Damasceno²; LISBOA, Tuane Silva Paixão³
Entregue ao professor Alexandre da Silva Santos da disciplina Fenômenos Oscilatórios e Termodinâmica
Resumo: Este relatório busca conhecer o significado do Principio de Arquimedes através de seu estudo experimental por meio de fórmulas e gráficos. Através do presente estudo, entende-se o Principio de Arquimedes que diz que todo corpo imerso ou parcialmente imerso em um fluido sofre ação de uma força empuxo verticalmente para cima, cuja intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo. Foram realizados experimentos a fim de comparar os resultados obtidos com o principio supracitado. Todos os resultados encontrados estarão descritos em tabelas sendo eles justificados em gráficos e equações, comprovando o que diz o Principio de Arquimedes.
Palavras-chave: Experimento, Principio de Arquimedes, Empuxo, Gráficos, Compreensões Discentes.
I. INTRODUÇÃO
Este relatório tem como objetivo conhecer o significado do Principio de Arquimedes através de seu estudo experimental por meio de fórmulas e gráficos. O Principio de Arquimedes diz que todo corpo imerso ou parcialmente imerso em um fluido sofre ação de uma força empuxo verticalmente para cima, cuja intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo (HALLIDAY, 2006).
Fonte: www.google.com.br/principio de ArquimedesFigura 1: Forças que atuam no Princípio de Arquimedes
O perfil da pressão ao longo da direção vertical, num fluido em repouso, é tal que se h representa a profundidade, então: p - po + pf gh, onde p é a pressão em uma certa profundidade, po é a pressão na superfície do fluido, pf é a pressão do fluido. De acordo com a primeira expressão, pontos mais profundos sentem maior pressão, logo um corpo parcial ou completamente imerso sofre pressões maiores em sua parte inferior que em sua parte superior. Há a existência das forças de empuxo e a intensidade de tais forças é explicitada no Principio de Arquimedes, sendo assim: E = gp1 Vdes. Onde E é o empuxo, Vdes o volume do fluido deslocado. Segundo HALLIDAY, 2006 uma conseqüência do Principio de Arquimedes é que corpos imersos em fluidos apresentam, se pudermos medir, um peso diferente (menor) do que aquele que mediríamos se o corpo não estivesse imerso. A esse “peso” chamaremos de peso aparente (Pa), de forma que P é o peso do corpo fora do fluido, teremos: Pa = P – E. Combinando a segunda expressão com a terceira teremos: Pa = P – gp1 Vdes.
II. EXPERIMENTO
O experimento consiste em duas partes. Primeiro aprenderemos uma técnica de medir a densidade relativa entre os fluidos, segundo HALLIDAY, 2006.1. Medir a massa, Mp da proveta.2. Medir a massa da proveta com uma coluna d’água de altura determinada, m1.3. Medir a massa da proveta com uma certa coluna de álcool (de mesma altura que a coluna d’água do passo anterior), m2.
A densidade relativa entre a água e o álcool será:
Prel = P álcool = (m2 – mp) / V = m2 – mp
P água (m1 – mp) / V m1– mp
Como P água = 1g/ cm3, a densidade do álcool em g / cm3 será dado pelo ultimo termo da equação. Esse método é real e pode ser usada para encontrar densidade qualquer liquido (HALLIDAY, 2006).
A segunda parte trata do Principio de Arquimedes, onde usaremos os seguintes materiais: 1. Água2. Álcool3. Cilindros de diferentes materiais4. Suporte5. Balança6. Dinamômetros7. Proveta
O experimento do Principio de Arquimedes consistiu dos seguintes passos:
1.Prendeu-se o dinamômetro no suporte e um dos cilindros no dinamômetro. Medimos o peso do cilindro fora do fluido.2.A proveta foi enchida com 200 mL de liquido (água e depois álcool).3.Foi colocado ¼ do cilindro dentro d’água medindo o peso aparente e o volume d’água deslocado. Foi feito o mesmo para 1/2, 3/4 e o cilindro completamente mergulhado na água, repetindo para todos os cilindros.4.Foi repetido o procedimento para a proveta com álcool.Obs.: Cada marcação do dinamômetro corresponde a 1/100 do maior valor da escala.
Fonte: www.google.com.br/cilindopresonodinamômetroimersoFigura 2: Cilindro preso no Dinamômetro imerso no fluido
III. RESULTADOS
DADOS RECOLHIDOS EM SALA DE AULA
Experimento com os cilindros mergulhados na água
Tabela 1 - Valores de peso aparente e variação do volume na água.
*Peso (N) e ∆V (ml)
Gráfico 1 - Peso Aparente x Variação do Volume - cilindro de alumínio na água.
Gráfico 2 - Peso Aparente x Variação do Volume - cilindro de ferro na água.
Gráfico 3 - Peso Aparente x Variação do Volume - cilindro de bronze na água.
Experimento com os cilindros mergulhados no álcool
Tabela 2 - Valores de peso aparente e variação do volume no álcool.
*Peso (N) e ∆V (ml)
Gráfico 4 - Peso Aparente x Variação do Volume - cilindro de alumínio no álcool.
Gráfico 5 - Peso Aparente x Variação do Volume - cilindro de ferro no álcool.
Gráfico 6 - Peso Aparente x Variação do Volume - cilindro de bronze no álcool.
Cálculo da densidade Cilindro no alumínio na água
Y= -10773x+0,5838
- ρ x g = -10773 (-1) ρ x g = 10773 ρ = 10773/9,78 ρ = 1101,5 kg/m³
Comparando entre o cilindro de alumínio na água e no álcool. O cilindro de alumínio teve uma variação muito pequena, quando imerso na água e no álcool, porque a densidade dos fluidos são próximos.
Erro de leitura do volume deslocado e do peso aparente de cada cilindro.
IV. CONCLUSÃO
O objetivo do experimento foi alcançado confirmando o Principio de Arquimedes. Observamos que quando mergulhamos o cilindro no fluido o comprimento do dinamômetro é menor do que foi medido no ar, pois o peso do cilindro é aparentemente mais leve devido à força de empuxo e o volume da proveta onde o cilindro estava mergulhado aumentou.
Cilindro
Medição no ar
1/4 do peso
1/2 do peso
3/4 do peso
cilindro inteiro
Peso (N)
∆V (ml)
Peso (N)
∆V (ml)
Peso (N)
∆V (ml)
Peso (N)
∆V (ml)
Peso (N)
∆V (ml)
Aluminio
0,6 0 0,56
0,40
0,49
10 0,42
14 0,36
21
Ferro 1,8 0 1,74
0,40
1,70
10 1,64
14 1,60
20
Bronze
2,0 0 1,98
0,40
1,96
10 1,90
14 1,85
20
Cilindro
Medição no ar
1/4 do peso 1/2 do peso 3/4 do peso cilindro inteiro
Peso (N)
∆V (ml)
Peso (N)
∆V (ml)
Peso (N)
∆V (ml)
Peso (N)
∆V (ml)
Peso (N)
∆V (ml)
Aluminio
0,6 0 0,56
0,45
0,52
11 0,46
15 0,41
22
Ferro 1,8 0 1,76
0,45
1,71
10 1,66
16 1,62
21
Bronze
2,0 0 1,97
0,45
1,96
10 1,92
14,5
1,88
21
V. REFERÊNCIAS
[1] David, Halliday. Gravitação, Ondas e Termodinâmica. 7º edição, capítulo 14. Edição: Rio de Janeiro Livros Técnicos e Científicos -2006 volume 2.[2] Impulsão, abril 2011. 20 KB. Formato JPEG. Disponível em: >. Acesso em: 22 maio 2012.
