Relatório 02 - Iury de Assis Andrade - 567166

Prévia do material em texto

<p>UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ</p><p>CENTRO DE CIÊNCIAS</p><p>DEPARTAMENTO DE FÍSICA</p><p>DISCIPLINA EXPERIMENTOS DE FÍSICA</p><p>SEMESTRE 2024.1</p><p>PRÁTICA 02 – PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES E DENSIMETRIA</p><p>ALUNO: IURY DE ASSIS ANDRADE</p><p>MATRÍCULA: 567166</p><p>CURSO: ENGENHARIA ELÉTRICA</p><p>TURMA: 02A</p><p>PROFESSOR: MARCO ANTÔNIO ARAUJO SILVA</p><p>2</p><p>1 OBJETIVOS</p><p>- Determinar a densidade de sólidos e líquidos.</p><p>- Verificar experimentalmente o princípio de Arquimedes.</p><p>- Determinar o empuxo.</p><p>- Verificar a condição para que um sólido flutue em um líquido.</p><p>- Conhecimento Do micrômetro e familiarização com seu uso;</p><p>- Conhecimento do paquímetro e familiarização com o seu uso.</p><p>2 MATERIAL</p><p>- Dinamômetro com graduação em Newtons (N);</p><p>- Corpos sólidos (plástico, ferro, chumbo, parafina, madeira);</p><p>- Líquidos (água, álcool);</p><p>- Garrafa plástica com tampa;</p><p>- Béquer de 140 mL;</p><p>- Proveta de 100 mL.</p><p>3 PROCEDIMENTO</p><p>Inicialmente é realizada a pesagem da garrafa vazia usando o dinamômetro, em seguida</p><p>é anotado o seu peso e calculada a sua massa:</p><p>Peso = 0,12 N</p><p>Massa= Peso / Gravidade</p><p>M= 0,12/9,81</p><p>M= 0,012 Kg</p><p>M= 12 g</p><p>Posteriormente é feita a medição de 100 ml de água e álcool em uma proveta graduada</p><p>e, então, realizada a pesagem destes no recipiente plástico. Ainda, é feito os cálculos para</p><p>determinar a massa, volume e massa especifica de ambos. Posteriormente os mesmos cálculos</p><p>são feitos com vários sólidos e as anotações e cálculos são os seguintes:</p><p>AMOSTRA PESO (N) MASSA (g)</p><p>VOLUME</p><p>(cm³)</p><p>MASSA ESPECÍFICA</p><p>(g/cm³)</p><p>Água 1,02 104 100,0 1,04</p><p>Alcool 0,88 90 100,0 0,90</p><p>Ferro 1,18 120 15,0 8,0</p><p>Plástico 0,24 24 22,0 1,1</p><p>Chumbo 1,70 173 16,0 10,8</p><p>Madeira 0,24 24 24,0 1,0</p><p>Parafina 0,22 22 23,0 0,96</p><p>3</p><p>Em seguida, é colocada a água da proveta em um béquer, e repete o mesmo</p><p>procedimento com álcool a fim de determinar a densidade relativa dos sólidos, as observações</p><p>foram anotadas a seguir:</p><p>AMOSTR</p><p>A</p><p>FLUTUA NA</p><p>ÁGUA?</p><p>FLUTUA NO</p><p>ALCOOL</p><p>ρ(amostra) <</p><p>ρ(água)?</p><p>ρ(amostra) <</p><p>ρ(álcool)?</p><p>Ferro não Não não não</p><p>Plástico não Não não não</p><p>Chumbo não Não não não</p><p>Madeira sim Não sim não</p><p>Parafina sim Não sim não</p><p>Por fim, com a premissa de determinar o peso aparente de amostras de ferro, chumbo e</p><p>plástico, foi medida 60 ml de água e álcool em uma proveta e, posteriormente, determinado os</p><p>pesos aparentes das amostras em ambos os meios:</p><p>AMOSTRA PESO APARENTE NA ÁGUA PESO APARENTE NO ALCOOL</p><p>Ferro 1,02 1,04</p><p>Plástico 0,04 0,06</p><p>Chumbo 1,56 1,58</p><p>Finalizando os procedimentos com a determinação dos empuxos na água:</p><p>AMOSTRA (água) FERRO PLÁSTICO CHUMBO</p><p>VOLUME (m³) 1,50*10−5 2,20*10−5 1,60*10−5</p><p>EMPUXO (N) [ρ*V*G] 1,53*10−1 2,24*10−1 1,63*10−1</p><p>EMPUXO (N) [P - P'] 1,60*10−1 2,00*10−1 1,40*10−1</p><p>E no álcool:</p><p>AMOSTRA (álcool) FERRO PLÁSTICO CHUMBO</p><p>VOLUME (m³) 1,50*10−5 2,20*10−5 1,60*10−5</p><p>EMPUXO (N) [ρ*V*G] 1,32*10−1 1,94*10−1 1,32*10−1</p><p>EMPUXO (N) [P - P'] 1,40*10−1 1,80*10−1 1,20*10−1</p><p>1</p><p>4</p><p>4 QUESTIONÁRIO</p><p>1- Baseado nos dados experimentais obtidos, qual a massa em quilogramas de:</p><p>a) Um m³ de água:</p><p>𝜌 =</p><p>𝑚</p><p>𝑉</p><p>𝑚 = 𝜌𝑉</p><p>𝑚 = 1,04 ∗ 10</p><p>3</p><p>𝑘𝑔</p><p>𝑚3 ∗ 1 𝑚³</p><p>𝑚 = 1,04 ∗ 103 𝐾𝑔</p><p>b) Um m³ de álcool:</p><p>𝜌 =</p><p>𝑚</p><p>𝑉</p><p>𝑚 = 𝜌𝑉</p><p>𝑚 = 0,90 ∗ 10³</p><p>𝑘𝑔</p><p>𝑚3</p><p>∗ 1 𝑚³</p><p>𝑚 = 9,0 ∗ 102 𝐾𝑔</p><p>2- Que conclusão podemos tirar dos resultados da Tabela 2.2.</p><p>Que a água é mais densa que o álcool.</p><p>3- Gelo é água no estado sólido. Por que o gelo flutua na água?</p><p>Porque a água se expande quando congelada para formar uma estrutura química</p><p>cristalizada. Assim, se seu volume aumenta, sua densidade diminui, se tornando</p><p>menor que a água liquida.</p><p>4- Uma esfera maciça de chumbo flutua no mercúrio? Justifique.</p><p>A esfera maciça de chumbo flutuaria sim no mercúrio, visto que o chumbo é 2,2 g/cm³</p><p>menos denso que o mercúrio.</p><p>5</p><p>5- Um objeto metálico, totalmente mergulhado em água, sofre um empuxo de 50 N.</p><p>Baseado nos dados obtidos nessa prática, qual o valor do empuxo que esse objeto</p><p>sofreria totalmente mergulhado no álcool?</p><p>𝐸 = 𝐷𝐴 ∗ 𝑉𝑜 ∗ 𝐺</p><p>50 = 997 ∗ 𝑉𝑜 ∗ 9,81</p><p>𝑉0 = 0,0051 𝑚³</p><p>𝐸 = 𝐷𝑒 ∗ 𝑉𝑜 ∗ 𝐺</p><p>𝐸 = 9,0 ∗ 10² ∗ 0,0051 ∗ 9,81</p><p>𝐸 = 45 𝑁</p><p>6- Como a massa específica do líquido influi no empuxo?</p><p>O empuxo é diretamente proporcional a massa específica do fluido.</p><p>7- Uma aliança de “ouro” tem volume de 0,58 cm³ Sabendo-se que a aliança tem uma</p><p>massa de 9,5 g, podemos dizer que a aliança é de ouro puro? A massa específica do ouro</p><p>é 19,3 g/cm³.</p><p>Não é ouro puro, visto que sua massa específica é cerca de 3 g/cm³ menor que a</p><p>tabelada.</p><p>8- (a) Um cubo de gelo está flutuando em um copo de água a 0 C. Quando o gelo fundir,</p><p>o nível da água no copo subirá? Explique. (b) Se o cubo de gelo contém um pedaço de</p><p>chumbo no seu interior, o nível da água no copo baixará quando o gelo fundir? Explique.</p><p>a) Não, pois apesar da menor densidade do gelo a massa derretida dentro do copo</p><p>será a mesma e, consequentemente, o peso aplicado também.</p><p>b) Não pois o chumbo desloca a mesma quantidade de água por seu peso</p><p>aplicado ser o mesmo tanto fora quanto dentro do gelo.</p><p>6</p><p>9- Um estudante tem 72,0 kg de massa. (a) Supondo que seu volume seja 0,075 m³ qual é</p><p>o empuxo sobre o estudante devido ao ar? (b) Qual é o peso aparente em kgf que o</p><p>mesmo obtém ao se pesar? (A massa específica do ar é 1,3 kg/m³)</p><p>a) 𝐸 = 1,3 ∗ 0,075 ∗ 9,81</p><p>𝐸 = 0,96 𝑁</p><p>b) 𝐸 = 𝑃 − 𝑃′</p><p>0,96 = (72 ∗ 9,81) − 𝑃′</p><p>𝑃′ = 705 𝑁</p><p>𝑃′ = 71,3 𝑘𝑔𝑓</p><p>𝑃′ = 7,1 ∗ 10 𝑘𝑔𝑓</p><p>10- O estudante da questão anterior flutuaria na água? Justifique. (Se necessário, utilize a</p><p>massa específica da água obtida nesta prática)</p><p>Sim, pois sua Massa especifica é de cerca 40 kg/m³ menor que a massa especifica da</p><p>água.</p><p>CONCLUSÃO</p><p>Através da prática é perceptível a expressividade dos fenômenos apresentados. Conclui-</p><p>se que um objeto volumétrico só boiará caso sua massa especifica seja menor que a densidade</p><p>do liquido o qual está inserido, caso o contrário, o objeto afundará. Ainda, é visto que o mesmo</p><p>fenômeno se aplica a líquidos também. Por fim, foi possível visualizar os fenômenos do</p><p>Empuxo e como sua força contrária a força peso influi a um novo peso aparente de um objeto</p><p>inserido naquele meio de análise.</p>