Físic...ÓRIOS - 6 relat rio de f sica experimental densidade e volume

Físic...ÓRIOS - 6 relat rio de f sica experimental densidade e volume

Universidade Federal de Campina Grande Centro de Ciências e Tecnologia

Departamento de Física

Principio de Arquimede: Densidade e Volume

Montiê Alves Vitorino

Matrícula: 20211233

Introdução

O experimento executado teve o objetivo de determinar o empuxo exercido pela água sobre um corpo de forma cilíndrica. O experimento também teve o objetivo de comparar o valore experimental do empuxo com aquele previsto pela teoria.

Os materiais necessários para a execução do experimento foram os seguintes: corpo básico, manivela, balança, bandeja, massas padronizadas, roldana, cordão, copo com água e linha de nylon.

Procedimento e análises

Para iniciarmos o experimento, armamos o corpo básico na posição horizontal e conectamos a manivela no cordão que ligava-se com a balança. Assim, ao girar a manivela, a balança se move na direção vertical.

Medimos o peso da bandeja executando os procedimentos já mencionados em experimentos anteriores.

Amarramos, utilizando a linha de nylon, a roldana em uma das pontas da balança, na outra ponta pusemos a bandeja para que pudéssemos medir o peso do cilindro fora da água.

Movimentamos a manivela e abaixamos a balança até introduzirmos completamente a roldana na água. Reequilibramos a balança retirando massas da bandeja e anotamos o peso aparente.

Medidas

Peso da bandeja: Pb = 5,2 gf

Peso real da roldana: Pr = 63,4 gf

Peso aparente da roldana: Pap = 43,7 gf

Abaixo temos o diagrama de corpo livre da roldana imersa na água.

Pap

Roldana

E

Pr

O calculo abaixo prova que o empuxo é igual a diferença entre o peso aparente e o peso real:

Pc = Pap + E

E = Pc – Pa

Temos a expressão do peso real da roldana:

Pr = mr. g  Pr = r. Vr. g (I)

Temos a expressão do empuxo sobre a roldana:

E = liq. g. Vs  E = . g. Vr (II)

Com os dados coletados, resolvemos o sistema de equações entre (I) e (II) e determinamos a densidade da roldana e o seu volume. Os cálculos estão em anexo.

r = 3,2 g / cm3 Vr = 19,7 cm3

Conclusão

A imersão da roldana no fluido torna o peso aparente menor que o peso real, esse peso aparente é indicado pelos pesos da balança.

Previamente sabemos que os materiais que compõem a roldana é o ferro e o alumínio, calculamos o volume e a massa do alumínio e do ferro. Os cálculos estão em anexo.

Alumínio Ferro

Val = 17,36 cm3 Vfe = 1,94 cm3

m al = 47,95 g m fé = 15,43 g

Se soltarmos a roldana no mercúrio, a fração do seu volume que ficaria submerso será:

E = P Fração = (4,66 * 100) / 19,7

Hg. g. Vs = r. V. g Fração = 23,66%

Vs = (r. V) / Hg

Vs = (3,2182 * 19.7) / 13,6

Vs = 4,66 cm3

Podemos imergir a roldana em um recipiente com água e medirmos a variação do volume no recipiente, esta variação será o volume da roldana.

Podemos diminuir os erres sistemáticos nas medidas de peso utilizando balança de precisão.

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