Relatorio de física experimental - Empuxo

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Figura 14: Medição do nível da água com massa imersa 22

[pic 12]

sumário DE TABELAS[pic 13]

Tabela 1: Definições de Média, Desvio e Erro padrão...................................................13

Sumário[pic 14]

1 INTRODUÇÃO 7

1.1 OBJETIVO GERAL 7

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 7

2.1 MASSA ESPECÍFICA 7

2.2 DENSIDADE 8

2.3 PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES 9

2.4 DINAMÔMETROS 10

2.3 ERRO EXPERIMENTAL 11

2.4.1 Tratamento estatístico de medidas com erros aleatórios 13

2.5 MÉTODO DOS QUADRADOS MÍNIMOS 15

3 PROCEDIMENTOS 17

4 RESULTADOS 22

5 DISCUSSÃO 25

6 CONCLUSÃO 25

BIBLIOGRAFIA 27

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1 INTRODUÇÃO

O grego Arquimedes descobriu, enquanto tomava banho, que um corpo imerso na água se torna mais leve por conta de uma força, exercida pelo líquido sobre o corpo, vertical e para cima, que diminui o peso do corpo. Essa força, do líquido sobre o corpo, é chamada empuxo. Portanto, num corpo que se encontra imerso em um líquido, existem, além da ação da força peso, devida à interação com o campo gravitacional terrestre, a ação da força de empuxo.

1.1 OBJETIVO GERAL

Avaliar o empuxo promovido pelo fluido, neste caso, água e determinar a massa específica da mesma com a utilização do Teorema do Empuxo.

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Aqui serão apresentados os conceitos teóricos do experimento.

2.1 Massa Específica

Considerando uma porção de uma determinada substância homogênea (pois todos os pontos dessa substância apresentam as mesmas propriedades) e maciça. Essa porção possui massa e volume, então podemos verificar que a razão entre sua massa e seu volume tem sempre um mesmo valor. A esse valor constante chamamos de massa específica (ρ).[pic 15]

Figura 1: Um corpo maciço de massa me volume V e um corpo oco de massa m e volume V

Sendo assim, a massa específica é característica de cada substância e pode ser definida como sendo a razão entre a massa e o volume correspondente. Massa específica é representada pela equação:[pic 16]

Para uma determinada substância, a massa específica é sempre a mesma, então a massa dessa substância é diretamente proporcional ao volume ocupado por ela.

No sistema internacional de unidades SI, a massa está em kg e o volume em m3, portanto a massa específica é dada em kg/m3.

2.2 DENSIDADE

Considerando agora um corpo de massa m e volume V que pode ser heterogêneo ou oco (como mostra a figura abaixo):[pic 17]

Figura 2: Um corpo oco com massa m e volume V

Esse corpo possui uma massa m e um volume V, que inclui a parte vazia (oca). Dessa forma, podemos definir densidade como:[pic 18]

A densidade de um corpo é dada pela razão entre a massa e o volume correspondente.

As unidades de densidade e massa específica são as mesmas. Vimos que a massa específica de uma substância é constante, já a densidade varia conforme o corpo. Mesmo sendo a mesma equação utilizada, massa específica e densidade têm conceitos diferentes.

Definimos massa específica como sendo a razão da massa e do volume de uma substância maciça, por exemplo: um bloco de ferro.

Temos que ficar atentos, pois um sólido oco apresenta densidade menor que a massa específica do material que o constitui.

2.3 PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES

Já percebeu que enquanto retiramos algo de dentro de um vasilhame cheio de água ou até mesmo quando estamos brincando dentro de uma piscina, temos a incrível sensação de que o que está mergulhado na água está mais leve? Por que tal fato ocorre?

. Tal fato ocorre devido à ação de uma força vertical dirigida para cima. Essa força é denominada de empuxo.

Denomina-se empuxo a força vertical, dirigida para cima, que qualquer líquido exerce sobre um corpo nele mergulhado.

O empuxo foi descoberto por Arquimedes (287 a.C.-212 a.C. aproximadamente).

Matemático e engenheiro grego, Arquimedes nasceu em Siracusa, na região da Magna Grécia. Diz a história que ele foi convidado pelo rei da sua cidade para resolver um problema: descobrir se a coroa que fora enviada para ser confeccionada por um ourives era de ouro maciço ou se tratava de uma mistura de outro metal. Arquimedes, em banho de imersão, descobriu a solução e, verificando que se tratava de um princípio geral, enunciou o seguinte princípio que leva o seu nome:[pic 19]

Figura 3: Arquimedes

Princípio de Arquimedes: Todo corpo mergulhado em um fluido sofre a ação de um empuxo vertical, para cima, igual ao peso do líquido deslocado.

O empuxo é a existência da ação de várias forças sobre um corpo mergulhado em um determinado líquido. Cada força tem um módulo diferente, e a resultante delas não é nula. A resultante de todas essas forças está dirigida para cima e é exatamente esta resultante que representa a ação do empuxo sobre o corpo.

Quando um corpo está total ou parcialmente submerso em um fluido uma força de empuxo Fe exercida pelo fluido age sobre o corpo. A força é dirigida para cima