ELEVADOR HIDRAULICO projeto

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ELEVADOR HIDRAULICO
OBJETIVO GERAL
Mostrar o Princípio de Pascal no funcionamento de um elevador hidráulico.
	
Específicos:	
· Fazer uma apresentação e uma correlação entre pressão e forças.
· Verificar através do experimento apresentado a relação matemática entre força aplicada num fluído e a área do sistema hidráulico.
· Verificar se no sistema onde o fluído se correlaciona com a pressão é a mesma ao outro lado.
MATERIAL E MÉTODOS 
Para a construção do experimento proposto, foi utilizado apenas materiais de baixo custo, que estão listados a seguir:
	
Materiais
· Madeiras;
· Pregos;
· 1 furadeira;
· 1 maquita;
· trena;
· Seringa de 20ml;
· Seringa de 60ml;
· Corante vermelho;
· Agua;
· Mangueira de soro;
· Tapas de plásticos, para fazer os suportes das seringas;
Métodos
A ideia do experimento foi fazer um elevador hidráulico, conhecido também como macaco hidráulico através de sistemas feitos de seringas.
Para a construção do elevador hidráulico primeiramente foram utilizados madeiras que não fosse muito pesada, porém resistente. Primeiro medimos a madeira em 4 pedaços de tamanhos diferentes, medimos com uma trena precisamos cortar a madeira com o auxilio de uma maquita e assim construímos a caixa, sem tampa e sem fundo. Depois Precisamos fazer dois furos para encaixar as seringas que foram abertos com o auxilio de uma furadeira. Cada furo foi aberto de maneira que as seringas coubessem neles. Feito esse passo, era preciso coloca algum suporte no embolo das seringas para que servisse de suporte para o peso que será colocado nas seringas. Realizamos a fixação da mangueira em cada seringa, foi inserido o líquido (água) que será utilizado no experimento. Quando pressionada uma seringa a outra é forçada a mover –se ocasionando o movimento do elevador.
O funcionamento de um elevador hidráulico é baseado na transmissão de pressão, feita na coluna de área menor, até na coluna de área maior, elevando um objeto sobre a coluna maior.
Nesse experimento utilizamos dois sistemas diferentes de seringas, um com uma seringa de 20 ml e outro com uma seringa de 60 ml.
No primeiro sistema utilizamos uma seringa de 20 ml que consiste em pressionar o êmbolo da seringa de 20 ml, contendo água, fazendo com que esta eleve um objeto posto sobre o êmbolo da outra seringa vazia de 60 ml. Isto é realizado através da ligação das duas seringas 20 ml – 60 ml por um pedaço de mangueira, completamente cheia de água com corante vermelho e sem nenhuma bolha de ar. A força aplicada na seringa de 20 ml cheia produz uma pressão sobre a água, que é transmitida a outra seringa de 60 ml até a sua extremidade, fazendo com que o objeto posto sobre o êmbolo seja elevado. Neste caso, não há multiplicação da força, pois as áreas das seringas são iguais.
Este mesmo processo foi realizado sobre o sistema de seringas de 5 ml e 60 ml. A seringa de 60 ml ficará vazia e com o mesmo objeto sobre o seu êmbolo. Neste caso, haverá uma multiplicação da força aplicada sobre o êmbolo da seringa de 5 ml, pois a área do êmbolo da seringa de 60 ml é maior que o êmbolo da seringa de 5 ml. Assim, ao pressionarmos o êmbolo da seringa de 5 ml, dos dois sistemas, ao mesmo tempo, temos a impressão de que fazemos mais força no sistema de seringas de 5 ml- 60ml.
A diferença de força que deve se aplicar na seringa menor para subir o êmbolo da seringa maior e fazendo a ação inversa apenas apertando os êmbolos com o dedo.
Com o posicionamento de todo o material, posicionamos um peso em cima da seringa de 60ml, aplicando uma força na seringa de 20ml com a mão. Com isso, foi possível calcular a pressão aplicada para levantar o objeto.	
Com um objeto de mesma massa, trocamos a sua posição, posicionando-o na seringa de 20ml, repetindo o mesmo procedimento. Com isso, foi possível calcular a pressão aplicada para levantar o peso e compará-lo com a situação proposta anteriormente.
Com objetos de diferentes massas, variamos os objetos em cada seringa, posicionando um de cada lado, de modo a encontrar a situação de equilíbrio do sistema, sendo que assim seria possível determinar a vazão entre as forças aplicadas no sistema para igualar a pressão aplicada.
Figura 1: elevador hidraulico
 
Fonte: Autoria própria, 2019.
Um equilíbrio de pressão entre a seringa de 20ml e a seringa de 60 ml. A seringa de 20 ml e identificada como força F1, área A1 e a seringa de 60 ml e identificada como força F2 e área A2. Diâmetro da seringa de 20ml é 25mm e o diâmetro da seringa de 60ml é de 30mm.
Cálculos do experimento
Seringa de 20 ml = 2,5 cm (S2). 25 mm Diâmetro (D2).
Seringa de 60ml = 3,0 cm (S1). 30mm Diâmetro (D1)
P2 = ?
S2= 20 ml.
P1 = 1KG ou 100g.
S1 = 60 ml.
Calculo das áreas. 
Seringa S1 60 ml.
D1 = 30 mm R1= 15mm 
A1= π . R12 A1 = 3,14 . (15)2 A1 = 707 mm² 
Seringa 2 de 20ml 
D2 = 25mm. R2 = 12,5 mm.
A2 = π . R2² A2 = 3,14 . (12,5)² A2 = 491 mm²
Formulas
F1/A1 = F2/A2 , com ΔP1 = ΔP2 mesma variação de pressão.
A = π . R² e F = m.g
Calculo da força F1.
F1 = m2 . g F1 = 1kg . 10m/s2. F1 = 10N
Cálculo de peso P2
F1 = 10 F2 = ? A1 =107 A2 = 491
F1/A1 = F2/A2 10.491 = 107 .F2 F1 = 491,10 ÷ 707 F1 = 7N
Cálculo da massa
F2 = P2 =7N 7N = m² . g m² = 7N ÷ 10 m² = 0,7 kg ou m² = 700g
Rendimento do projeto
R = 100 % - ((PZ÷P1) x 100) R = 100 % - ((7÷10) x 100) R = 100 -70 R = 30%
Seringas de 5ml (S2) e 60 ml (S1)
Cálculos do experimento 2
Seringa de 5 ml = 1,5 cm (S2). 15 mm Diâmetro (D2). 
Seringa de 60ml = 3,0 cm (S1). 30 mm Diâmetro (D1).
P2 = ? S2= 5 ml. P1 = 1KG ou 100g. S1 = 60 ml.
Calculo das áreas. 
Seringa S1 60 ml.
D1 = 30 mm R1= 15mm 
A1= π . R12 A1 = 3,14 . (15)2 A1 = 707 mm²
 Seringa 2 de 5 ml
D2 = 2. A2 R2 = 2. A2 R2 = 16mm/2 R2 = 7,5mm D2 = 15mm.
A2 = π . R2² A2 = 3,14 . (7,5)² A2 = 7,5 mm²
Formulas
F1/A1 = F2/A2 , com ΔP1 = ΔP2 mesma variação de pressão. A = π . R² e F = m.g
Calculo da força F1.
F1 = m1 . g F1 = 1kg . 10m/s2. F1 = 10N
Cálculo de peso P2
F1 = 10 F2 = ? A1 =707 A2 = 177
F1/A1 = F2/A2 10.491 = 107 .F2 F1 = 177X10 ÷ 707 F1 = 2,5N
Cálculo da massa
F2=2,5N F2 = P2 =2,5N F2 = m2 .g m² = 2,5N ÷ 10m/s2 m² = 0,25kg 
Rendimento do projeto
R = 100 % - ((PZ÷P1) x 100) R = 100 % - ((2,5÷10) x 100) R = 100 – 25 
R = 75%
 
O experimento demostra de uma forma simples o teorema de Pascal que diz que quando aplicamos uma força na seringa, por exemplo, esta se distribui integralmente em todas as direções e sentidos, ou seja, ela é transmitida pelo fluido até que haja a liberação desta pressão no caso com a movimentação de seringas através da pressão exercida sobre o fluido o nome atribuído é deslocado hidráulico.
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