Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul
Curso de Fı́sica - Fı́sica Experimental A
ROTEIRO DA EXPERIÊNCIA 4
HIDROSTÁTICA (Princı́pio de Arquimedes)
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Objetivos
Constatar, experimentalmente, a dependência do empuxo em relação ao volume do lı́quido
deslocado e calcular as densidades de misturas conhecidas.
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Introdução
Define-se densidade relativa de um corpo de massa m e volume V como sendo a relação entre
sua massa especı́fica µ e a da água µa , ou seja:
d=
µ
µa
(1)
Sabemos que a massa especı́fica de uma substância é dada por:
µ=
m
V
(2)
onde m é a massa da substância e V o seu volume.
O Princı́pio de Arquimedes nos diz o seguinte: “Um corpo, ao ser mergulhado num lı́quido,
sofre a ação de uma força de sentido ascensional, cujo módulo é igual ao peso do volume de
fluido deslocado pelo corpo”. A força de sentido ascencional é denominada empuxo e será dada
por:
E = P − Pa
(3)
onde:(E) é o empuxo; (P ) é o peso do corpo e (Pa ) é o peso aparente (peso que o corpo aparenta
ter quando mergulhado no fluido).
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Procedimento Experimental
1. A montagem básica do experimento está representada na Figura 1.
2. Inicialmente entenda o funcionamento de todos os componente do sistema que será manipulado em especial o dinamômetro que requer cuidados durante a utilização.
3. Determine o volume do cilindro e do êmbolo através de medidas realizadas com o paquı́metro,
determinando o respectivo erro médio.
4. Determine o peso do conjunto composto pelo cilindro e o êmbolo (cilindro de arquimedes)
5. Utilizando água, determine o empuxo sofrido pelo êmbolo quando completamente submerso.
6. Mantendo o êmbolo submerso recolha, com a seringa, água do copo, medindo o volume
retirado e encha o cilindro. Ao fazê-lo, observe a leitura do dinamômetro e descreva o
ocorrido.
7. Repita os procedimentos anteriores realizados com água, para uma mistura de água+sal
e também para o álcool.
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Figura 1: Montagem básica do experimento
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Apresentação, análise dos resultados e conclusões
Para a realização dos cálculos admita o valor da aceleração da gravidade no laboratório de
(9, 8 ± 0, 1)m/s2 e a densidade da água µa = 1000kg/m3 .
1. Ache o valor do empuxo com seu respectivo erro experimental utilizando água como fluido.
2. Calcule as densidades da mistura água + sal e do álcool.
3. Determine a densidade de um corpo de forma geométrica qualquer em função da densidade
do fluido em que ele foi mergulhado.
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Bibliografia
1. BARTHEM, B. R., Tratamento e Análise de Dados em Fı́sica Experimental, Rio de
Janeiro, Editora da UFRJ.
2. HALLIDAY, D., RESNICK, R., Fı́sica 2, 4a ed., Rio de Janeiro, LTC Editora, 1984.
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