Relatório de Física 2 - Densidade

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FUNDAÇÃO OSWALDO ARANHA
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE VOLTA REDONDA
UNIFOA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 3º PERÍODO
RELATÓRIO LABORATÓRIO DE FÍSICA
Densidade
			
Volta Redonda, 04 de abril de 2012.
FUNDAÇÃO OSWALDO ARANHA
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE VOLTA REDONDA
UNIFOA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
RELATÓRIO LABORATÓRIO DE FÍSICA
Densidade
Trabalho realizado pelos alunos Ana Beatriz dos Anjos, Camila Nunes, Karlla Neves, Leandro Medeiros, Luiz Octávio, Rudson Silva, Yuri Santos. apresentado ao Curso de Engenharia Civildo UniFOA como requisito à obtenção de nota do 3° período, a disciplina de Física II, orientado pelo professor Roberto Magnago.
VOLTA REDONDA
2012
1. Introdução
O que ‘pesa’ mais: um quilograma de chumbo ou de algodão? A pergunta refere-se a uma pegadinha popular. Tanto o chumbo como o algodão têm o mesmo peso ou, cientificamente falando, a mesma massa.
Então, por que será que esta pegadinha engana ainda muita gente? Para esclarecer a dúvida é preciso entender bem o conceito de densidade.
A densidade é a razão da massa pelo volume de um corpo. Trata-se de uma propriedade física que permite a identificação de uma substância ou material. 
Tanto a massa como o volume são duas grandezas extensivas. Isto significa que seu valor depende do tamanho do corpo. Por exemplo, um litro de água irá ter a massa e o volume bem menores que toda a água de uma piscina olímpica. Contudo, a razão entre estas duas propriedades extensivas, massa e volume, resulta em uma propriedade intensiva, ou seja, que independe do tamanho da amostra. Considerando o mesmo exemplo da água, tanto a presente em um litro como a da piscina, nas mesmas condições de temperatura, terão densidades equivalentes. 
A unidade da densidade é composta por uma unidade de massa dividida por uma de volume. Assim, podemos representá-la, por exemplo, por g/cm³ (leia-se: grama por centímetro cúbico), g/L (leia-se: grama por litro), kg/L (leia-se: quilograma por litro), de acordo com o Sistema Internacional (SI), a densidade é expressa em kg/m³
- OBJETIVOS:
- Determinação das massas e volume de três corpos compostos;
- Calcular a densidade de cada corpo composto;
- Permitir a aplicação da teoria da densidade em um experimento simples;
- Possibilitar aos alunos o contato com equipamentos de medidas básicas e determinação das precisões dos mesmos.
2. Desenvolvimento Teórico
Imagine vários cubos, todos com o mesmo tamanho - com as dimensões de cubos de gelo, por exemplo - porém feitos de materiais diferentes, como: metal, plástico e o próprio gelo. Logicamente, os cubos terão massas diferentes. O cubo de metal será o mais pesado de todos e o de plástico o mais leve. 
Entretanto, nem sempre essa comparação será tão óbvia, pois dependerá dos materiais utilizados. Se compararmos cubos com 1 cm³ feitos de diferentes metais, perceberemos que cubos de alguns metais terão massas bem diferentes e outros, nem tanto. Isso ocorre porque entre os metais as densidades variam em um intervalo bastante grande. 
Quando se refere a uma substância pura, maciça e homogênea, como elementos ou compostos químicos, a densidade é chamada de densidade absoluta ou massa específica. Caso contrário, é chamada somente densidade e representa a densidade média de um corpo ou de uma substância não homogênea. A tabela periódica esquematizada abaixo (Figura 5) mostra como as densidades dos elementos químicos variam nos grupos e nos períodos. 
Figura1: Variação das densidades dos elementos químicos dentro da tabela periódica.
As propriedades dos materiais são agrupadas em químicas e físicas. As propriedades físicas são propriedades que podem ser observadas e medidas sem modificação de sua composição. As propriedades físicas podem ser classificadas como extensivas ou intensivas. A densidade de um corpo é uma propriedade intensiva.
A densidade é uma propriedade física importante e pode ser utilizada para distinguir um material puro de um impuro, pois a densidade dos materiais que não são puros (misturas) é uma função da sua composição. Ela também pode ser utilizada na identificação e no controle de qualidade de um determinado produto industrial, bem como ser relacionada com a concentração de soluções.
Em geral, a densidade dos sólidos é maior que a dos líquidos e esta, por sua vez, é maior que a dos gases.
3. Materiais Utilizados
3.1 - Paquímetro: 
O paquímetro é um instrumento de medidas por comparação direta em peças com pequenas dimensões (geralmente até 150 mm) permitindo leituras de fração de milímetros, através de um nônio retilíneo. Na maioria dos paquímetros utilizados em laboratórios didáticos têm uma precisão de 0,05mm. De grande aplicação prática, o paquímetro é um instrumento destinado a medições de dimensões externas, internas, profundidade e ressaltos de peças.
3.2 - Balança de precisão:
É utilizada para medir com grande precisão a massa de sólidos e líquidos não voláteis, isso porque possui elevada sensibilidade de leitura e indicação.
3.3 - Peças para medição (corpo composto):
O corpo, composto por três cilindros diferentes, objeto de medidas para determinação de massa e volume.
4. Desenvolvimento do experimento:
Com o paquímetro foi possível medir as grandezas dos corpos compostos, essas grandezas estão sendo representadas por:
Hc1 – altura do cilindro 1.
Hc2 – altura do cilindro 2.
Hc3 – altura do cilindro 3.
Dc1 – diâmetro do cilindro 1.
Dc2 – diâmetro do cilindro 2.
Dc3 – diâmetro do cilindro 3.
Mc1 – massa do cilindro 1.
Mc2 – massa do cilindro 2.
Mc3 – massa do cilindro 3.
5. Resultados
As medidas coletadas estão apresentadas na tabela 01.
TABELA 01
	Grandeza
	Unidade
	Instrumento
	Valores
	Hc1
	mm
	Paquímetro
	50,8
	Hc2
	
	
	17,5
	Hc3
	
	
	17,7
	Dc1
	mm
	
	34
	Dc2
	
	
	25
	Dc3
	
	
	18
	Mc1
	g
	Balança de precisão
	31
	Mc2
	
	
	63,3
	Mc3
	
	
	30
A partir das medidas acima, foram feitos os seguintes cálculos:
Para calcularmos o volume do cilindro é necessário a utilização da seguinte fórmula:
Volume = Área da base X Altura 
Área da base = π.r²
Logo, V = V = π.r² .h
CILINDRO 1:
V = π.r².h
V = π.17².50,8
V= 46122,35mm³
CILINDRO 2:
V = π.r².h
V = π.12,5².17,5
V= 8590,29mm³
CILINDRO 3:
V = π.r².h
V = π.9².17,7
V= 4504,10mm³
Para o cálculo da densidade, utilizamos:
ρ = m / v
CILINDRO 1
ρ = m / v
ρ = 31g / 46,12235cm³
ρ = 0,67 g/cm³
CILINDRO 2
ρ = m / v
ρ = 63,3g / 8,59029 cm³
ρ = 7,37 g/cm³
CILINDRO 3
ρ = m / v
ρ = 30g / 4,504cm³
ρ = 6,66 g/cm³
6. Conclusões
Tendo em vista os resultados experimentais podemos observar a que o paquímetro e o micrometro são instrumentos de precisão, e que a sua utilização não compreende apenas a indústria civil e mecânica, é bastante útil em diversas áreas como a química e física.		Com base nos dados teóricos e experimentais obtidos pelo experimento conclui-se as diferenças de densidade experimental entre os corpos compostos é inversamente proporcional com o volume, quando o volume diminui a densidade aumenta e quando o volume aumenta a densidade diminui ex: cilindro de ferro contém um volume pequeno, no entanto sua densidade é maior que a do cilindro de plástico que contém um volume maior que a da esfera por isso o cilindro possui uma densidade menor. 
Através dos resultados obtidos no cálculo da densidade concluímos que cada cilindro é de material diferente, conforme o resultado podemos dizer que:
- Cilindro 1: material é a madeira, com grandes possibilidades de ser Cedro.
- Cilindro 2: material é estanho.
- Cilindro 3: óxido de cádmio.
Em relação á precisão de valores, a tabela (em anexo) fornece valores mais exatos.
É importante ressaltar que a densidadede um sólido depende da temperatura e de sua estrutura cristalina, ou seja, diferentes estruturas cristalinas de um mesmo composto apresentarão diferentes densidades.
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