CAMPUS SOROCABA
Engenharia Ambiental
Laboratório de Física II
Projeto EngenhocasBalança ecológiga.
Grupo Greenpeople:
Fabricio Seiti Imamura
Giovana Scagnolatto
Morgana Broglio
Vinícius Otavio Bossi
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OBJETIVOS
O objetivo deste projeto é aplicar o Princípio de Arquimedes numa situação real, criativa e
dinâmica. E tem por finalidade construir uma balança que realiza medições de massa utilizando
um corpo flutuante.
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INTRODUÇÃO
O princípio de Arquimedes foi descoberto “ao acaso”. Arquimedes, sem solução para o
desafio proposto pelo rei para verificar se sua coroa era realmente de ouro puro, resolveu relaxar
num banho de banheira e por ventura observou que ao entrar dentro da banheira, o nível da água
subia. Desse modo, entendeu que havia uma relação entre sua massa e o liquido deslocado. E
logo, formulou a ideia de peso e empuxo. [1]
O princípio de Arquimedes diz que em um corpo flutuante em repouso, somente duas forças
atuam sobre ele: a força peso do corpo (
, onde
é a massa do corpo e
é a aceleração
da gravidade) e a força resultante que o fluido no qual ele se encontra imerso exerce sobre o
corpo, denominada de empuxo (
liquido deslocado e
, onde
é a densidade do fluido,
é o volume do
é a aceleração da gravidade). [2]
Tendo a 1a Lei de Newton, sabemos que a soma das forças em um corpo em repouso é nula,
conforme equação 1.
Então, o Peso e o Empuxo têm mesma intensidade e direção, mas sentidos opostos,
conforme equação 2.
Portanto, podemos concluir a equação 3:
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MATERIAIS E MÉTODOS
3.1 Materiais

2 Garrafas PET de 2L

1 Garrafa PET de 3L

Fita adesiva

Régua, faca (ou tesoura), marcador permanente e água

Pesos diferentes
3.2 Procedimentos
Primeiramente cortou-se com uma faca esquentada no fogão a parte superior da garrafa de
3L e uma de 2L, então cortou-se a parte inferior da outra garrafa de 2L (fig 1).
Figura 1 : garrafa pet sendo cortada com faca quente.
Posterormente foi encaixadas as partes inferiores dos PET´s de 2L e colada com a fita
adesiva, para fixa-las, formando assim um embulo (fig.2).
Figura 2: Partes das garrafas de 2L encaixadas sendo fixadas
com fita adesiva.
Foi colocado o conjunto de PET´s de 2L dentro da garrafa de 3L. Em seguida encheu-se quase até a
boca com água enquanto o êmbolo encosta no fundo (fig. 3).
Figura 3: água sendo colocada na balança com o êmbulo
encostando no fundo.
Foi retirado o êmbolo e feita uma marca “ÁGUA” no nível d’água (fig 4).
Figura 4: Marcação do nível da água
Para calibrar, foi colocado o êmbolo livre dentro da base e marcado o zero da balança.
Depois, foi colocado em cima da balança um objeto com massa conhecida de 500g e foi feita
a marcação. Com uma régua, mediu-se a distância
em cm dessa marcação em relação ao marco
zero, e dividiu por , então foi feita a marcação de cada 100g (fig 5). E está pronta a sua balança
ecológica.
Figura 5: Marcação de 500g.
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
Para saber a eficiência da balança, tomamos corpos de massa conhecida (podendo ser
embalagens de alimentos cuja massa está indicada), então realizamos a medida na balança
ecológica e comparamos os dados da embalagem.
Na tabela 1 encontram-se os resultados das medidas das massas.
Tabela 1 : medida das massas dos corpos.
Peso indicado na embalagem
Peso indicado na balança ecológica
200g
200g
500g
510g
1000g
1000g
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CONCLUSÃO
De acordo com os dados apresentados, pode-se concluir que a balança ecológica é eficiente,
porém essa balança suporta somente até 1,4kg pois além desse peso a água extravasaria e o êmbulo
encostaria no fundo da base.
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CONSIDERAÇÕES FINAIS
O manuseio deste equipamento pode apresentar incerteza devido a existência de Torque, uma
vez que o corpo está em estado de equilíbrio instável, fazendo com que ele possa girar e encostar
nas bordas, havendo então uma força de contato entre o êmbolo e a base.
Outra incerteza do aparelho ocorre para massas pequenas, que faz com que o nível de água varie
pouco, causando pouca precisão ao equipamento.
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REFERÊNCIAS
[1] PAPO FISICO: http://papofisico.tumblr.com/post/20868184366/a-historia-dearquimedes-e-a-coroa-do-rei
[2] HALLIDAY, D., RESNICK, R., WALKER, J.. Fundamentos de Física - vol 2. Rio de
Janeiro, RJ. Editora Livros Técnicos e Cientificos Editora SA. 2001.
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OUTRAS REFERÊNCIAS
MANUAL DO MUNDO: http://www.manualdomundo.com.br/2012/09/ balanca-degarrafas-pet-experiencia-de-fisica/