Física

Física Geral e Experimental II - FIS002
Centro Federal de Educação Tecnológica da Bahia - CEFET-BA
Prof. Niels F. Lima

Roteiros de experimentos e atividades

1 – Princípio de Arquimedes

Resumo

Determinar a densidade de um material pela comparação entre seu peso e o empuxo sobre ele, quando totalmente imerso em água, à luz do princípio de Arquimedes.

Teoria

O princípio de Arquimedes diz que um corpo imerso num fluido sofre um empuxo que é igual ao peso do volume de fluido deslocado pelo corpo. A razão entre o peso do corpo e o empuxo sobre ele exercido pelo fluido é igual à densidade do corpo relativa à do fluido:

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Considere as duas situações mostradas na Figura 1. Um corpo está na superfície da Terra suspenso por um dinamômetro, imerso na atmosfera (Fig. 1a) ou num líquido (Fig. 1b). Em cada uma das situações podemos considerar que o corpo esteja submetido a três forças: o peso -P, o empuxo E e a força exercida pelo dinamômetro F. A força medida pelo dinamômetro é a força que ele exerce, F, e é o chamado peso aparente do corpo.

Responda às seguintes questões:

– Podemos considerar, em cada situação, que o somatório dessas três forças é nulo? Ou seja, podemos considerar que o corpo esteja em equilíbrio? Qual o erro cometido ao se ignorar que o laboratório na Terra não é um referencial inercial?

– Podemos considerar que o empuxo da atmosfera, caso representado na Fig. 1a, é desprezível? Estime o erro que essa aproximação acarreta na determinação do peso do corpo a partir da medida do peso aparente, Fa.

– Obtenha P a partir de Fa, peso aparente imerso na atmosfera, e o empuxo Eb imerso no fluido a partir dos pesos aparentes Fa e Fb. Desprezando os erros que cometemos ao responder sim às perguntas anteriores, mostre que a razão entre o peso do corpo e o empuxo exercido pelo líquido sobre ele pode ser determinado experimentalmente como onde Fa e Fb são os pesos aparentes do corpo nas duas situações.