EMPUXO
Quando um corpo está mergulhado em um fluido ele fica sujeito a forças exercidas por este, sobre a sua superfície. Como a pressão em cada ponto depende da profundidade, as forças normais à superfície do corpo serão diferentes, mais intensas nos pontos mais profundos. Logo, a resultante das forças exercidas pelo fluido sobre o corpo será vertical e dirigida para cima. A essa força dá-se o nome de EMPUXO. O empuxo que um corpo sólido imerso em um líquido é dado por:
E = ρ g V (1)
Onde “ρ” é a densidade do fluido, “V” o volume do fluido deslocado e “g” a aceleração da gravidade.
Na figura 1, mostramos um cilindro sustentado por uma mola no ar, em que a força F1 exercida pelo dinamômetro (representado pela mola) é igual ao peso do cilindro:
F1 = mg = peso real (2)
Quando o cilindro é mergulhado em um líquido qualquer, a força F2 que o dinamômetro exerce é igual a:
F2 = mg - E = peso aparente (3)
Assim, o empuxo E é dado por:
E = mg – F2 = F1 – F2 = peso real - peso aparente (4)
Portanto, o Princípio de Arquimedes pode ser descrito por:
O empuxo é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo imerso.
A seguir utilizaremos o princípio de Arquimedes, em um experimento realizado em laboratório, para determinar o empuxo e a densidade de um corpo sólido.
Materiais Utilizados
Tripé
Dinamómetro
Becker
Seringa
Corpo de Prova (M1)
Desenvolvimento
1º – Determinamos o Peso do corpo de prova M1, por um Dinamômetro ()
2º – Mergulhamos o corpo de prova M1 (suspenso pelo Dinamômetro) dentro de um Becker com água, e verificamos seu Peso após a imersão. ()
3º – Aplicando a fórmula (4), encontramos a Força de empuxo exercida sobre o corpo M1: 4º – Após a imersão do corpo de prova, o volume dentro do Becker aumentou (), então utilizamos uma seringa para retirar essa quantidade de água, retornando ao volume inicial. Utilizando a graduação da seringa, encontramos o valor do volume de M1:
Aplicando as