Experimento 1 - Densidade de um líquido

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS - DEPARTAMENTO DE FÍSICA
FÍSICA EXPERIMENTAL BÁSICA: MECÂNICA
EXPERIMENTO 1: DENSIDADE DE UM LÍQUIDO
ANNE DANIELLE SALES SARAIVA
24 de novembro de 2021
1. INTRODUÇÃO
O empuxo é a força que atua sobre objetos que são imersos em fluidos,
conhecido também como princípio de Arquimedes, onde o módulo do empuxo é
igual ao peso do fluido deslocado pelo objeto. Para ser feito o cálculo dessa forma,
usa-se a seguinte fórmula:
E = pgV (1)
em que p é a densidade do fluido, g é a aceleração da gravidades e V é o volume
do fluido deslocado pelo objeto.
Sabe-se que um objeto sujeito ao empuxo sofre alterações no seu peso, e
que a força peso natural atua especificamente para baixo, desse modo, entende-se
que enquanto o objeto estiver sofrendo empuxo, o peso aparente ou P’ é definido
pelo módulo do empuxo menos a força peso.
P’ = P - E (2)
Assim, a partir das duas fórmulas apresentadas acima, 1 e 2, e suas devidas
manipulações, podemos calcular a densidade do fluido, e consequentemente,
identificar qual substância está em questão.
2. OBJETIVO
O objetivo é identificar qual é o líquido utilizado no experimento pela sua
densidade. A densidade de cada líquido e sua identificação está na tabela 1.2.
3. MATERIAL UTILIZADO
● Cilindro de alumínio graduado;
● Diâmetro;
● Recipiente transparente contendo líquido de densidade desconhecida;
● Haste de suporte;
● Régua;
4. PROCEDIMENTOS
a. Cálculo de peso e volume
Usando a régua para obter os dados, utilizamos a altura e o diâmetro para
encontrar o volume.
Dados:
d = (25,45 ± 0,05)mm
ℎ = (80,90 ± 0,05)mm
● V = 𝝿 𝑑2( )
2
ℎ
V = (3,14) (8,09 cm)2,545𝑐𝑚2( )
2
V = 41,13 cm³
● = =Δ𝑉𝑉
Δℎ
ℎ( ) 2 + 2Δℎ𝑑( ) 2
= 41,13 x 0,6316 = 25,98Δ𝑉 = 41, 13× 0,5 𝑐𝑚8,09( ) 2 + 2. 0,5 𝑐𝑚2,545( ) 2
Logo, o volume é (41,13 25,98) cm³±
b.
O peso do cilindro é feita com dinamômetro, e é mostrado o valor abaixado
quando pesado:
P = (0,965 0,005)N±
Logo após, o cilindro é imerso no líquido misterioso e o peso aparente pode
ser calculado em cada segmento do cilindro, que ao total são oito, como listado na
tabela abaixo.
Tabela 1.1 - Peso Aparente
N° de segmentos calculados Peso aparente(P’)
( 0,005)N±
Volume(V)
(cm³)
1 0,920 5,141
2 0,870 10,282
3 0,815 15,425
4 0,770 20,565
5 0,725 25,706
6 0,680 30,85
7 0,620 35,991
8 0,565 41,13
Após a definição da tabela 1.1 com os valores acima, e usando o Scidavis para
plotar o gráfico da relação Peso Aparente (N) e Volume (V).
Figura 1.1 Gráfico no SciDavis
Fonte: autoria da aluna
Usando os resultados de registro abaixo fornecidos pelo próprio SciDavis
podemos calcular a densidade (A) e consequentemente, descobrir qual é o líquido
do experimento.
A*x+B
B (y-intercept) = 0,969817355931677 +/- 0,00415704986861935
A (slope) = -0,00969009048275658 +/- 0,000160115424442647
𝘱 =− 𝐴𝑔 =
0,00969 𝑁/𝑐𝑚³
9,78 𝑚/𝑠² ≃ 0, 000990 𝑘𝑔/𝑐𝑚³
𝘱 = 0, 990 𝑔/𝑐𝑚³
∆ρ
ρ = 
∆𝐴
𝐴( )
2
+ ∆𝑔𝑔( )
2
∆ρ = 0, 990 𝑥 0,00160−0,00969( )
2
+ 0,059,78( )
2
= 0, 1
Conclui-se que o valor da densidade é 0,99 0,1 g/cm³±
5. RESULTADOS
Feito todos os cálculos e consultando a tabela abaixo, que é disponibilizada
no roteiro do experimento, podemos observar que o líquido usado no experimento é
a água, devido ter o seus dados mais aproximado com os valores encontrados
acima.
Tabela 1.1 - Densidade de líquidos
Fonte:Microsoft Word - 03 Densidade de liquido.DOC (ufmg.br).
Acesso:28/11/2021
6. CONCLUSÃO
Finalmente, pode- se afirmar que o líquido utilizado no experimento é água,
devido aos resultados alcançados com todos os cálculos e conclusões
apresentados em todo o relatório.
Dessa mesma forma, o intuito do relatório e a proposta em sala de aula foram
alcançadas, e também o conhecimento dos aparelhos de medição dinanômetro e
haste, antes desconhecidos, foram aprofundados.
7. MATERIAIS DE APOIO
● Empuxo: o que é, fórmula, princípio de Arquimedes - Brasil
Escola (uol.com.br)
● Microsoft Word - 03 Densidade de liquido.DOC (ufmg.br)
https://www.fisica.ufmg.br/ciclo-basico/wp-content/uploads/sites/4/2020/05/Densidade_de_liquido.pdf
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/empuxo.htm#:~:text=A%20densidade%2C%20ou%20massa%20espec%C3%ADfica%20do%20fluido%2C%20diz,%28kg%2Fm%C2%B3%29%2C%20segundo%20o%20Sistema%20Internacional%20de%20Medidas%20%28SI%29.
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/empuxo.htm#:~:text=A%20densidade%2C%20ou%20massa%20espec%C3%ADfica%20do%20fluido%2C%20diz,%28kg%2Fm%C2%B3%29%2C%20segundo%20o%20Sistema%20Internacional%20de%20Medidas%20%28SI%29.
https://www.fisica.ufmg.br/ciclo-basico/wp-content/uploads/sites/4/2020/05/Densidade_de_liquido.pdf