Estudo do Meio Físico-Natural I
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P05 - Princípio de Arquimedes
Objectivo
Usar o princípio de Arquimedes para determinar a massa volúmica da água. Realização de algumas
experiências de demonstração relacionadas com ‡uidos.
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Material
Vários corpos, dinamómetro, proveta ou similar, gobelet.
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Princípio de Arquimedes
Quando um corpo está totalmente ou parcialmente imerso num ‡uido, …ca sujeito a uma força, que se
desgina por força de impulsão, I, por parte do ‡uido. Esta força é dirigida para cima e o seu módulo
é igual ao peso do ‡uido deslocado. A este fenómeno chama-se princípio de Arquimedes. Em módulo
podemos escrever
I = g f l Vim
(1)
onde f l é a massa volúmica do ‡uido onde o corpo está imerso, Vim é o volume imerso do corpo. Note-se
que o termo f l Vim corresponde à massa do ‡uido deslocado.
Quando um corpo ‡utua num ‡uido, a magnitude da força de impulsão a que o corpo está sujeito é
igual ao peso a que o corpo está sujeito. Isto signi…ca que dentro de água um corpo parece ter um peso
aparente (Pa ) menor que o seu peso real (Pr ). Essa diferença é a impulsão.
Quando o corpo está totalmente mergulhado (e em repouso) o volume de água deslocado é igual ao
volume do objecto (Vobj ).
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Procedimento
1. (a) Pegue num objecto e utilizando o dinamómetro, meça o peso real do objecto (Pr ).
(b) Ainda com o objecto suspenso no dinamómetro faça-o submergir dentro dum recipiente com
água. Anote o novo valor dado pelo dinamómetro, que chama peso aparente do objecto (Pa ).
(c) Calcule a impulsão I = Pr
Pa (a diferença entre o peso real e o peso aparente).
(a) Encha uma proveta (ou similar) com alguma água. Meça esse volume de água.
(b) Introduza o objecto e meça o novo volume.
(c) Calcule o volume do objecto (Vobj ).
2. Repita o procedimento descrito nos pontos anteriores para 5 objectos diferentes.
3. Calcule a massa volúmica da água, através dos dados que recolheu para cada um dos objectos.
Calcule a média desse valor.
4. O valor que obteve é semelhante ao tabelado (
percentual entre os dois valores.
1/2
H2 O
= 998 kg m 3 )? Calcule a variação relativa
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Curiosidades - hemisférios de Magdeburgo e mergulhador
cartesiano
Peça ao professor para que mostre os hemisférios de Magdeburgo e o mergulhador cartesiano em funcionamento.
Desenho que pretende ilustrar a experiência de Otto von Gericke em 1656 da autoria de Gaspar
Schott. Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/Magdeburg_hemispheres (consultado em 29/10/2013).
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