Empuxo

Roteiro de Física Experimental II

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Experiência 2 - Empuxo
1. OBJETIVO
O objetivo desta aula é discutir e realizar um experimento para medir o empuxo exercido por um líquido sobre um corpo sólido parcialmente submerso e, através dessa medida, determinar a densidade do líquido.

2. INTRODUÇÃO
Por que icebergs e navios podem flutuar nos oceanos? Por que você parece ficar mais leve dentro da água? Por que balões podem subir pelos ares e também descer? As respostas a essas perguntas dependem todas de um mesmo princípio físico – o princípio de Arquimedes. Esse princípio estabelece que quando um corpo está completamente ou parcialmente imerso em um fluido, ele experimenta uma força vertical, dirigida para cima, de módulo igual ao peso do volume de fluido deslocado pelo corpo. Essa força, exercida pelo fluido sobre o corpo, é chamada empuxo e é aplicada no seu centro de gravidade. Segundo esse princípio, o que determina se um corpo flutuará ou afundará em um dado fluido é a densidade relativa do corpo em relação à densidade do fluido. Se o corpo for menos denso que o fluido, ele flutuará, ou, como no caso de um balão, ele subirá. Se o corpo for mais denso que o fluido, ele afundará. É também a densidade relativa que determina a proporção de volume submerso de um corpo flutuando em um dado fluido. Se a densidade do corpo for, por exemplo, um terço da densidade do fluido, então um terço do volume do corpo ficará submerso. O princípio de Arquimedes tem várias aplicações importantes. Entre elas está a medida da densidade de corpos sólidos de formato irregular e de líquidos. Nesta aula usaremos o princípio de Arquimedes para medir a densidade da água e da glicerina.

FIG. 1 – Proveta contendo um certo volume de líquido em repouso sobre uma balança. O sistema é mostrado antes e depois da barra ser parcialmente imersa no líquido. Considere o arranjo mostrado na FIG.1, onde uma proveta, contendo um certo volume de um dado líquido, está em repouso sobre uma balança.