RELATORIO FISICA 2

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CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO DO RECIFE 
CURSO SUPERIOR DE ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DAS ATIVIDADES DE FÍSICA EXPERIMENTAL II 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Recife 
2017 
 
 
CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO DO RECIFE 
CURSO SUPERIOR DE ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DAS ATIVIDADES DE FÍSICA EXPERIMENTAL II 
PRIMEIRA AVALIAÇÃO 
Thyago Victor Vila Nova de Souza 
 Matrícula: 201601236719 
 Turma: 3006 
 Campus: San Martin 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Recife 
2017 
 
 
SUMÁRIO 
AULA EXPERIMENTAL I (EMPUXO) .......................................................... 3 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................. 4 
2 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................ 5 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ..................................................................... 8 
4 CONCLUSÃO .................................................................................................. 10 
AULA EXPERIMENTAL II (PRINCÍPIO DE STEVIN) ............................. 11 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 12 
2 MATERIAIS E MÉTODOS ........................................................................... 13 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................... 16 
4 CONCLUSÃO .................................................................................................. 18 
AULA EXPERIMENTAL III (PRINCÍPIO DE PASCAL) .......................... 19 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 20 
2 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................ 21 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ..................................................................... 23 
4 CONCLUSÃO ................................................................................................... 24 
AULA EXPERIMENTAL IV (DILATAÇÃO LINEAR) ............................... 25 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................. 26 
2 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................ 27 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ..................................................................... 30 
4 CONCLUSÃO ................................................................................................... 32 
 
 
AULA EXPERIMENTAL V (CALORIMETRIA) ........................................ 33 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 34 
2 MATERIAIS E MÉTODOS ........................................................................... 35 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ..................................................................... 37 
4 CONCLUSÃO .................................................................................................. 39 
AULA EXPERIMENTAL VI (TRANSFERÊNCIA DE CALOR) .............. 40 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 41 
2 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................ 42 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ..................................................................... 45 
4 CONCLUSÃO ................................................................................................... 47 
AULA EXPERIMENTAL VII (LEI DE HOOKE) ......................................... 48 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 49 
2 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................ 50 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ..................................................................... 53 
4 CONCLUSÃO ................................................................................................... 55 
 
 
 
 
 
3 
 
AULA EXPERIMENTAL I 
(EMPUXO) 
4 
 
1 INTRODUÇÃO (EMPUXO) 
Através desse primeiro experimento realizado no dia 11 do mês de Agosto de 2017, 
pude observar os conceitos de empuxo elaborado por Arquimedes, onde a força de empuxo se 
encontra como força oposto ao peso do corpo que se encontra totalmente ou parcialmente 
submerso em meio líquido, o módulo da força de empuxo é: Fe = mfg onde “mf” é a massa do 
fluido deslocado pelo corpo e “g” a aceleração da gravidade. Com o módulo da força de 
empuxo podemos encontrar o Peso Aparente do corpo, que nada mais é o Peso Real do 
mesmo subtraído pelo módulo da força de Empuxo. 
 
5 
 
2 MATERIAIS E MÉTODOS (EMPUXO) 
Material utilizado: 
 01 Cilindro de Arquimedes; 
 01 Dinamômetro tubular de 2N; 
 01 Suporte com haste e tripé, conforme figura 1; 
 01 Seringa sem agulha; 
 01 Copo de Béquer; 
 Água mineral ou potável. 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 1 
Passo a passo do experimento, como ocorreu o mesmo: 
Primeiro pesamos apenas a balança de Arquimedes que possuía 0,26N como 
mostra a figura 2, depois pesamos apenas o corpo feito de nylon, após o segundo 
procedimento pesamos todos juntos (balança de Arquimedes e corpo em nylon) 
conforme figura 3, depois submergimos o corpo de nylon em água dentro do copo de 
Béquer como mostra a figura 4 e por último enchemos a balança de Arquimedes com 
água conforme figura 5, ainda com o corpo de nylon submerso em água. Com esses 
procedimentos pude fazer algumas observações a respeito do Teorema de Arquimedes 
sobre o empuxo, que serão demonstrados no desenvolvimento do relatório. 
 
6 
 
Figura 2 
Figura 3 
7 
 
 Figura 4 
Figura 5 
 
8 
 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO (EMPUXO) 
Resoluções das questões do roteiro do experimento 
Questão 5.2: 
Peso do corpo fora do líquido encontrado foi de 0,26N apenas da balança de 
Arquimedes, 0,64N foi o peso encontrado do corpo de prova feito de nylon e somando 
os dois pesos, encontramos 0,90N fora da água. 
Questão 5.4: 
 Peso aparente do corpo dentro do líquido encontrado foi de 0,46N a balança de 
Arquimedes junto com o corpo de prova de nylon. 
Questão 5.5: 
 Aparente diminuição do peso dos objetos se dá por uma força chamada de 
Empuxo que é uma força de sentido oposto ao da força Peso, causando essa impressão 
de que houve uma diminuição do peso dos objetos imersos na água. Uma situação que 
pude perceber, foi quando, coloquei o líquido dentro da balança de Arquimedes e o 
peso dos objetos se compensaram como se estivessem fora da água, pois a balança 
tinha mesmo formato do corpo de prova, por isso ocorre essa compensação. 
Questão 5.6: 
 Sendo: 
E = Intensidade do Empuxo 
Pf = Peso do fluido deslocado 
df= densidade do fluido deslocado 
Vf = Volume do fluido 
g = aceleração da gravidade 
mf = massa do fluido deslocado 
Temos as seguintes fórmulas: 
mf = df x Vf 
Pf = mf x g = df x Vf x g 
9 
 
A partir das fórmulas acima, temos a fórmula geral: 
E = df x Vf x g 
Questão 5.6.1: 
 A direção da força é vertical e o sentindo em que ela está orientada é para 
cima. 
Questão 5.8: 
 Pois a força de empuxo possui módulo, direção e sentido. Todas as 
características que são necessárias para obtermos uma força. 
Questão 5.9: 
 Quandousamos a expressão ‘’aparente’’ queremos dizer que o corpo teve certa 
diminuição do seu peso, diminuição esta não real, pois o corpo continua com o seu 
mesmo peso de origem, só houve essa diminuição por causa da força de empuxo 
causada pela quantidade de liquido deslocado, densidade do liquido e volume do corpo 
em estudo. 
 
10 
 
4 CONCLUSÃO (EMPUXO) 
Através dos experimentos realizados e os resultados obtidos durante o 
experimento, pudemos comprovar a veracidade do Teorema de Arquimedes, que a 
Força de Empuxo é igual ao peso do volume deslocado pelo corpo (comprovando isso 
ao enchermos a balança de Arquimedes que possuía o mesmo volume do corpo de 
prova, onde se compensavam os pesos anulando o empuxo) e que o somatório de todas 
as forças que atuam sobre um corpo depende extremamente do meio onde este corpo 
esteja contido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AULA EXPERIMENTAL II 
(PRINCÍPIO DE STEVIN) 
12 
 
1 INTRODUÇÃO (PRINCÍPIO DE STEVIN) 
Esse segundo experimento que foi realizado no dia 18 de Agosto de 2017, tem 
a finalidade de estudarmos o teorema elaborado por Simon Stevin físico e matemático 
de origem Belga, onde desenvolveu pesquisas nos campos da estática e da hidrostática, 
no final do século XVI. O conceito elaborado por Stevin diz que: “A diferença entre as 
pressões de dois pontos de um fluido em equilíbrio é igual ao produto entre a massa 
específica do fluido, a aceleração da gravidade e a diferença entre as profundidades 
dos pontos.”. 
P2 – P1 = µ . g . Δh 
Nesta atividade utilizaremos manômetros de tubos de vidro conhecidos como 
manômetros de tubo aberto. O manômetro de tubo aberto é basicamente um tubo de 
vidro em forma de U, com uma porção líquida no seu interior (trecho yy’). O 
prolongamento de um dos seus ramos se encontra no interior do recipiente cuja 
pressão desejada se pretende medir enquanto a outra fica livre e em contato com a 
camada atmosférica. 
 
13 
 
2 MATERIAIS E MÉTODOS (PRINCÍPIO DE STEVIN) 
Material utilizado: 
 01 Painel Manométrico; 
 01 Tampão; 
 01 Escala submersível; 
 01 Tripé com sapatas niveladoras; 
 01 Haste de sustentação; 
 01 Seringa descartável; 
 01 Copo de Béquer; 
 Água Mineral ou potável. 
Passo a passo do experimento, como ocorreu o mesmo: 
 Primeiramente colocamos água no tubo em formato de “U” até chegar à 
medida de 20 mm os dois vasos como mostra a figura 1, depois desse procedimento 
colocamos a escala dentro do Béquer com o nível 0 mm da escala na mesma altura do 
nível da água de acordo com a figura 2, em seguida colocamos o tampão na 
extremidade do tubo “E”, vamos colocando a água no Béquer e fazendo as respectivas 
anotações e observações dos resultados como mostra a figura 3 em diante. 
 Figura 1 
14 
 
 
 
 Figura 2 Figura 3 
 
 
 Figura 4 Figura 5 
 
 
 
15 
 
 
Figura 6 Figura 7 
 Figura 8 
 
 
16 
 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO (PRINCÍPIO DE STEVIN) 
Resoluções das questões do roteiro do experimento 
Questão 4.1: 
 20 mm. A pressão neste primeiro momento será zero pois não há diferença de 
altura dentro do Béquer. 
Questão 4.2: 
 Deverá descer 5 mm. Será de 5 mm também, pois, iniciei o experimento com 
tubo em formato de “U” nivelado. 
Questão 4.3: 
 O desnível será de 3,5 mm. 
Questão 4.4: 
 
y y' Δh
20 mm 20 mm 0 mm
24 mm 16 mm 8 mm
27 mm 13 mm 14 mm
30 mm 10 mm 20 mm
33 mm 7 mm 26 mm
36 mm 4 mm 32 mm
39 mm 1 mm 38 mm
254,8 x 10-3 N.m2
Dados manométricos 
Temperatura ambiente durante as medições = 27 °C
h4 = 30 x 10
-3 m
h5 = 40 x 10
-3 m
P manométrica = 9,8 x Δh 
( numericamente em milímetros )
0 x 10-3 N.m2
 78,4 x 10-3 N.m2
137,2 x 10-3 N.m2
196 x 10-3 N.m2
Profundidade no 
copo de Béquer
h1 = 0 x 10
-3 m
h2 = 10 x 10
-3 m
h3 = 20 x 10
-3 m
h6 = 50 x 10
-3 m 313,6 x 10-3 N.m2
h7 = 60 x 10
-3 m 372,4 x 10-3 N.m2
Tabela 1 
 
 
 
 
 
17 
 
Questão 4.6: 
0,02
0,025
0,03
0,035
0,04
0,045
0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07
M
ed
id
a 
y 
(m
)
Profundidade no Béquer (m)
Gráfico 1
 
 Gráfico 1 (Medida do tubo y x Profundidade no Béquer) 
 
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07
Pr
es
sã
o 
m
an
om
ét
ric
a 
(N
.m
²)
Profundidade no Béquer (m)
Gráfico 2
 
 Gráfico 2 (Pressão Manométrica no Béquer x Profundidade no Béquer) 
 
 
 
 
18 
 
4 CONCLUSÃO (PRINCÍPIO DE STEVIN) 
 Através dos experimentos realizados e observações feitas, pude comprovar o 
que foi elaborado por Stevin no seu teorema, onde, a diferença de pressão tem relação 
direta com a diferença de altura onde se encontram certos corpos, quanto maior a 
diferença de altura maior será a pressão exercida sobre o corpo. Para pontos situados 
na superfície livre, a pressão correspondente é igual à exercida pelo ar sobre ela, essa 
pressão é a atmosférica. 
 
19 
 
 
 
AULA EXPERIMENTAL III 
(PRINCÍPIO DE PASCAL) 
20 
 
1 INTRODUÇÃO (PRINCÍPIO DE PASCAL) 
Neste terceiro experimento, realizado no dia 25 de Agosto de 2017, realizamos 
algo para comprovar o teorema de Pascal, sobre o comportamento dos fluidos com o 
aumento de pressão se realmente o mesmo ira transmitir de forma integral a todos os 
pontos do líquido. 
Blaise Pascal (1623-1662) foi físico, filósofo e matemático francês. Um de 
seus mais conhecidos trabalhos foi sobre o equilíbrio dos líquidos, relacionado com a 
pressão dos fluidos e hidráulica. O principio criado por Pascal diz que a pressão em 
qualquer ponto de um fluido é a mesma, de forma que a pressão aplicada num 
determinado ponto é transmitida a todo o volume do conjunto hidráulico. Onde a 
fórmula geral é a seguinte: 
𝑷 = 𝑭
𝑨 
 , 𝑷𝟏 = 𝑷𝟐, logo 
𝑭𝟏
𝑨𝟏 
= 𝑭𝟐
𝑨𝟐 
 
 
21 
 
2 MATERIAIS E MÉTODOS (PRINCÍPIO DE PASCAL) 
Material utilizado: 
 01 Painel Hidrostático; 
 01 Escala milimetrada acoplada ao painel; 
 01 Tripé com haste e sapatas niveladoras; 
 01 Seringa sem agulha; 
 01 Copo de Béquer; 
 Água destilada. 
Passo a passo do experimento, como ocorreu o mesmo: 
 Utilizamos o painel hidrostático conforme a figura 1, primeiramente 
posicionamos a parte superior da artéria do visor em 200 mm na escala da régua como 
mostra a figura 2, depois colocamos a água pela parte superior do visor de acordo com 
a figura 3 no trecho “C” e “D”, após esse procedimento colocamos água nos dois tubos 
em forma de “U” os tubos 1 e 2 a fim de deixar os dois com a mesma quantidade de 
água e com as alturas iguais. Depois desses procedimentos íamos alterando a altura do 
visor e fazendo as devidas anotações e observações. 
 
Figura 1 Figura 2 
22 
 
 
Figura 3 Figura 4 
 
 
 
 
23 
 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO (PRINCÍPIO DE PASCAL) 
Resoluções das questões do roteiro do experimento 
Questão 5.1: 
man 1 man 2
20 mm 20 mm
Posição h0 da parte superior do visor 
Níveis dos referenciais (em mm)
200 mm 
Tabela 1 
 
Questão5.2: 
 O liquido em A2 sofreu uma diminuição; o novo valor é 15 mm; 
permaneceram com os mesmos valores. 
Questão 5.3: 
 Δh = 10 mm, Δp = 1000g/cm2 x 9,81 x 10mm = 9,81 N/m2 
Questão 5.4: 
 Δh = 10 mm e Δp = 9,81 N/m2 
Questão 5.5: 
 Δp = 9,81 N/m2 
Questão 5.6: 
 A pressão permanecerá igual e proporcional em ambas as colunas de água. 
 
 
24 
 
4 CONCLUSÃO (PRINCÍPIO DE PASCAL) 
Com o fim dos experimentos realizados e comparação dos dados, foi atestado 
que a pressão que atuam no painel é a manométrica, quando mudamos a altura da 
artéria do visor, a pressão no painel sofre alteração demonstrando que o teorema de 
Pascal era verídico, onde a pressão é distribuída de forma uniforme e integral por 
todos os pontos do fluido. Quanto maior a profundidade maior será a pressão exercida 
sobre o fluido. 
 
 
25 
 
 
 
AULA EXPERIMENTAL IV 
(DILATAÇÃO LINEAR) 
26 
 
1 INTRODUÇÃO (DILATAÇÃO LINEAR) 
 A dilatação linear aplica-se em corpos no estado sólido como barras, cabos e 
fios, este tipo de dilatação ocorre apenas em uma dimensão. Com a variação de 
temperatura (aumento da mesma), ocorre um aumento na distância entre dois pontos 
em seu interior. 
 E como podemos concluir que a dilatação linear será proporcional à variação 
de temperatura e ao seu comprimento inicial. Quando analisamos barras de mesma 
dimensão, mas feitas de materiais diferentes, podemos observar que a dilatação linear 
será diferente, isto porque a dilatação também leva em consideração as propriedades 
do que é constituída a barra em estudo, essas propriedades do material levam o nome 
de coeficiente de dilatação linear (α). Assim podemos expressar a fórmula geral da 
dilatação linear como: 
∆𝑳 = 𝑳𝟎 × ∝ × ∆𝑻 
Com essa fórmula iremos descobrir o coeficiente de dilatação linear do latão e 
com o valor obtido iremos comparar com os valores preestabelecidos em livros ou até 
mesmo com valores encontrados na internet. 
 
27 
 
2 MATERIAIS E MÉTODOS (DILATAÇÃO LINEAR) 
Material utilizado: 
 01 Dilatômetro com base; 
 01 Relógio apalpador, div: centésimo de milímetro; 
 01 Corpo de prova de latão; 
 01 Conexão rápida saída; 
 01 Conexão de entrada; 
 01 Batente móvel fim de curso; 
 01 Gerador de vapor. 
Passo a passo do experimento, como ocorreu o mesmo: 
 Primeiro montamos todo o experimento colocando o marcador em 500 mm 
como mostra figura 1, e zerando o relógio apalpador de acordo com a figura 2, 
ligamos a fonte de calor e esperamos as temperaturas máximas se estabilizarem tanto 
na entrada do corpo de prova como na saída, marcamos as temperaturas com dois 
multímetros na entrada e saída respectivamente. Após o aquecimento e estabilização 
de todo o sistema analisaremos o dilatamento do corpo de prova de latão, desligamos a 
fonte de calor e com o esfriamento natural vamos anotando as medidas que eram feitas 
de 10°C em 10°C o dilatamento linear da barra. 
 Figura 1 
28 
 
 
Figura 2 Figura 3 
 
Figura 4 Figura 5 
29 
 
 
Figura 6 Figura 7 
 
 
 
30 
 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO (DILATAÇÃO LINEAR) 
Resoluções das questões do roteiro do experimento 
Questão 5.1: 
 L0 = 500 mm 
Questão 5.2: 
 θ0 = 23,5°C 
Questão 5.3: 
 Temperatura na entrada: 97°C e Temperatura na saída: 99°C 
Questão 5.4: 
 ΔL = 0,71 mm 
Questão 5.5: 
 ∆𝐿 = 𝐿଴ × ∝ × ∆𝑡 
 0,71 = 500 × ∝ × 74,5 
 ∝ = ଴,଻ଵ
ଷ଻.ଶହ଴ 
= 1,9 . 10ିହ °𝐶ିଵ 
Questão 5.6: 
Variação de comprimento 29°C 0,07 mm
Variação de comprimento 69°C
Variação de comprimento 59°C 0,37 mm
Variação de comprimento 49°C 0,28 mm
Variação de comprimento 39°C 0,18 mm
Medições / Unidades
23,5°C
98°C
500 mm
0,71 mm
0,65 mm
0,52 mm
0,45 mm
Variação de comprimento 89°C
Variação de comprimento 79°C
Temperatura final da barra
Comprimento inicial da barra
Variação de comprimento 99°C
Temperatura inicial da barra
Dados da Barra em estudo
 
Tabela 1 
31 
 
500
500,1
500,2
500,3
500,4
500,5
500,6
500,7
500,8
23,5 33,5 43,5 53,5 63,5 73,5 83,5 93,5 103,5
Va
ria
çã
o 
de
 C
om
pr
im
en
to
 (m
m
)
Temperatura (graus Celsius)
 
Gráfico 1 (Variação de comprimento x Temperatura) 
 
 
 
32 
 
4 CONCLUSÃO (DILATAÇÃO LINEAR) 
 Com os dados coletados, realizado as observações e gráficos elaborados, pude 
concluir que a dilatação linear é totalmente proporcional as suas variáveis 
(temperatura, coeficiente de dilatação linear e comprimento). Outros dois pontos 
observados é que quanto maior o coeficiente de dilatação, maior será a variação no 
comprimento do corpo de prova de acordo com o aumento de temperatura, esse seria o 
primeiro ponto observado e o segundo ponto seria a descoberta do tipo de material que 
é constituído o corpo de prova através do seu coeficiente de dilatação linear que nos 
resultou no valor de 1,9 x 10-5 °C-1 que se aproxima muito nas literaturas de física e 
Internet do coeficiente de dilatação do latão que é de 2,0 x 10-5 °C-1. 
 
33 
 
 
 
AULA EXPERIMENTAL V 
(CALORIMETRIA) 
34 
 
1 INTRODUÇÃO (CALORIMETRIA) 
 Neste quinto experimento faremos testes em relação a um subgrupo da física 
chamada calorimetria, mais especificamente voltado para a capacidade térmica de 
certos materiais, que nesse experimento usaremos o cobre como material. 
 A calorimetria é a medida da quantidade de calor absorvida ou liberada durante 
uma transformação física ou química. Calor nada mais é que a energia térmica em 
trânsito de um corpo para o outro isso ocorre por causa da diferença de temperatura 
entre os corpos, para o sistema entrar em equilíbrio térmico os dois corpos precisam 
ter as mesmas temperaturas, com a energia se transferindo do corpo de temperatura 
mais elevada para o de temperatura mais baixa. 
 Existem três tipos de transferência de calor, são elas: Condução, Convecção e 
Irradiação. Esses tipos de transferências irão ser estudados e realizados no próximo 
experimento, onde vamos fazer algumas observações a respeito dos mesmos. 
 
 
35 
 
2 MATERIAIS E MÉTODOS (CALORIMETRIA) 
 Material utilizado: 
 01 Câmara calorimétrica; 
 01 Bloco Calorimétrico de cobre; 
 01 Resistor embutível; 
 02 Conexões elétricas; 
 01 Chave de liga e desliga; 
 01 Fonte de alimentação de 0 a 30 Vcc; 
 03 Multímetros digitais. 
Passo a passo do experimento, como ocorreu o mesmo: 
 Montamos primeiramente todo o sistema do experimento, instalamos os 
multímetros, ligando-os ao calorímetro com a peça de cobre já dentro do mesmo 
conforme as figuras 1 e 2, um multímetro medirá a corrente do sistema (figura 3), o 
segundo medirá a tensão do sistema (figura 4) e o terceiro ficará responsável por medir 
a temperatura (figura 5). Ajustaremos a tensão do sistema em 15 volts e com uma 
corrente de 1,13 Ampér na fonte Vcc. Usaremos para nossa segurança uma chave 
geral de liga-desliga (figura 6) ligada na fonte Vcc. 
 
Figura 1 Figura 2 
36 
 
 
Figura 3 Figura 4 
 
 
Figura 5 Figura 637 
 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO (CALORIMETRIA) 
t (s) θ (°C) t (s) θ (°C)
0 27 630 41
30 27 660 42
60 28 690 42
90 29 720 43
120 29 750 44
150 30 780 45
180 31 810 45
210 31 840 46
240 32 870 46
270 33 900 47
300 33 930 48
330 34 960 48
360 35 990 49
390 35 1020 50
420 36 1050 50
450 37 1080 51
480 38 1110 52
510 38 1140 52
540 39 1170 53
570 40 1200 53
600 41 1230 54
1260 55 1890 68
1290 56 1920 68
1320 56 1950 69
1350 57 1980 69
1380 57 2010 70
1410 58 2040 71
1440 59 2070 71
1470 59 2100 72
1500 60 2130 72
1530 60 2160 73
1560 61 2190 73
1590 61 2220 74
1620 62 2250 74
1650 63 2280 75
1680 63 2310 76
1710 64 2340 76
1740 65 2370 77
1770 65 2400 77
1800 66 2430 78
1830 67 2460 78
1860 67 2490 79
2520 80 Tabela 1, referente à questão 5.1. 
38 
 
Questão 5.2: 
 V = 15 V 
 I = 1,13 A 
Questão 5.3: 
P = V x i = 15 x 1,13 = 16,95 W 
Questão 5.4: 
y = 0,0211x + 27,622
0
20
40
60
80
100
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (°
C)
Tempo (s)
Variação de temperatura x Tempo
 Gráfico 1 (Variação de Temperatura x Tempo) 
Questão 5.5: 
Δθ/Δt = 0,0211 °C/s 
Questão 5.6: 
C = 803,32 J/°C 
 
 
39 
 
4 CONCLUSÃO (CALORIMETRIA) 
 Com o fim do experimento, conclui-se que o mesmo atendeu as expectativas, 
pois foi através dele que calculamos a capacidade térmica do cobre como pedido no 
roteiro da atividade e determinamos esse valor através da análise da variação de 
temperatura, junto com a variação do tempo, a tensão do sistema e a corrente elétrica. 
E que através do estudo da calorimetria podemos saber o tipo de material que é feito o 
corpo de prova, onde podemos aplicar de várias formas na nossa futura vida 
profissional no campo da Engenharia. 
 
40 
 
 
 
 
AULA EXPERIMENTAL VI 
(TRANSFERÊNCIA DE CALOR) 
41 
 
1 INTRODUÇÃO (TRANSFERÊNCIA DE CALOR) 
 Em dos subgrupos presentes na física, existe um que trata dos fenômenos 
relacionados ao calor dos materiais, mais especificamente a transferência de calor que 
existem entre os corpos o qual chamamos de calorimetria de modo geral. A 
transferência de calor, que é o transitar de energia térmica de um corpo que pode estar 
em estado sólido, líquido ou gasoso, para outro é o fenômeno que estudamos na parte 
da física de Termodinâmica. Essa transferência ocorre por causa do desequilíbrio 
térmico existem três formas de transferências de energia que ocorrem nos corpos e 
estes serão estudados no decorrer desse experimento. São esses os seguintes tipos de 
transferências: Condução, convecção e irradiação. 
 
42 
 
2 MATERIAIS E MÉTODOS (TRANSFERÊNCIA DE CALOR) 
Material utilizado para o experimento de condução de calor: 
 05 Esferas metálicas; 
 01 Lâmina metálica com suporte; 
 01 Vela; 
 01 Caixa de fósforos. 
Passo a passo do experimento, como ocorreu o mesmo: 
 Primeiro prendemos todas as cinco esferas na lâmina e fixamos o suporte num 
biombo (figura 1), colocamos a vela no começo da lâmina (figura 2) e esperamos o 
tempo necessário até que todo o sistema se encontre em equilíbrio térmico e comecem 
a derrubar as esferas. 
 
Figura 1 Figura 2 
Material utilizado para o experimento de convecção: 
 01 Base Principal; 
 01 Fonte irradiante de calor; 
 01 Ventoinha com seis hélices; 
 01 Biombo protetor; 
43 
 
Passo a passo do experimento, como ocorreu o mesmo: 
 A montagem deste segundo experimento é bem simples, colocamos a hélice 
dentro do biombo protetor e ligamos a fonte de calor (figura 3) que nesse caso 
usaremos uma lâmpada do tipo incandescente e observamos o que acontece com a 
hélice. 
 Figura 3 
Material utilizado para o experimento de irradiação: 
 01 Base Principal; 
 01 Fonte irradiante de calor; 
 02 Elásticos ortodônticos; 
 01 Pedaço retangular de papel branco; 
 01 Pedaço retangular de papel carbono preto; 
 01 Termômetro. 
Passo a passo do experimento, como ocorreu o mesmo: 
A montagem deste terceiro experimento também será bem simples, primeiro 
com o papel carbono preso envolta do bulbo do carbono anotamos as cinco primeiras 
temperaturas a cada um minuto, depois de anotarmos esses valores, resfriamos o 
44 
 
termômetro e fazemos o mesmo procedimento, mas agora com o pedaço de papel 
branco em volta do bulbo do termômetro (figura 4). 
 Figura 4 
 
 
45 
 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO (TRANSFERÊNCIA DE CALOR) 
Resoluções das questões do roteiro do experimento 
Questão 4.1: 
 As esferas caem em sequência, um fato observado foi o aumento do tempo para 
as esferas se desprenderem da lâmina. 
 Questão 4.2: 
 O calor é distribuído de forma uniforme e linear até que todo o sistema entre 
em equilíbrio térmico. 
Questão 4.3: 
 Servem para mostrar transferência de calor por condução no sistema. 
Questão 4.4: 
 Não. Por a transferência de calor ela é linear e se distribui uniformemente. 
Questão 4.5: 
 Condução. A transferência ocorre por contato até que o sistema entre em 
equilíbrio térmico. 
Questão 3.2: 
 A molécula de ar frio é aquecida fica mais leve e sobe até entra em contato 
com uma das hélices. 
Questão 3.3: 
 A molécula quente irá ficar menos densa, consequentemente mais leve e massa 
de ar mais densa para o fundo, virando um sistema cíclico. 
 Questão 3.4: 
 A ventoinha se move em sentido horário por causa do formato de suas hélices. 
46 
 
Questão 3.5: 
É denominado convecção e as características se dão pelo aquecimento do ar 
deixando o mesmo menos denso, ocorrendo uma troca de calor causado por esse 
movimento. 
Questão 3.1(Irradiação): 
 27°C. 
Questão 3.3(Irradiação): 
 1min – 31ºC, 2min - 35°C, 3min – 39°C, 4min – 41°C e 5min – 44°C. 
Questão 3.4(Irradiação): 
 1min – 40ºC, 2min - 48°C, 3min – 55°C, 4min – 61°C e 5min – 67°C. 
Questão 3.5(Irradiação): 
 O tecido de cor branca ou cores mais claras, pois, elas refletem os raios 
infravermelhos. 
 
 
47 
 
4 CONCLUSÃO (TRANSFERÊNCIA DE CALOR) 
 Depois dos experimentos realizados observei que existem três tipos de 
transferências de energia que são os seguintes por condução ou contato, convecção e 
irradiação. Onde podemos observar os mesmos através pelos fenômenos da natureza 
como é o caso da convecção e irradiação. 
 
48 
 
 
 
AULA EXPERIMENTAL VII 
(LEI DE HOOKE) 
49 
 
1 INTRODUÇÃO (LEI DE HOOKE) 
 Neste experimento será analisado o comportamento de um sistema massa-
mola, onde, com os conceitos adquiridos sobre a Lei de Hooke, iremos calcular a 
constante elástica que as molas utilizadas possuem e se há alguma alteração na 
utilização de apenas uma mola, no uso de duas molas em série e por fim com duas 
molas em paralelo. Em resumo existem dois tipos de deformação, existe a deformação 
plástica que é um tipo onde o objeto no nosso caso a mola, se deforma, mas ela não 
volta mais ao seu comprimento ou formato original e existe a deformação elástica 
onde aplicamos uma força em cima da mola, mas a mesma consegue voltar ao seu 
estado inicial. A fórmula que iremos utilizar será a seguinte: 
𝐹 = 𝐾. 𝑥 
Onde: 
F = Força elástica; 
K = Constate elástica; 
x = Deformação ou alongamento do meio elástico. 
 
 
50 
 
2 MATERIAIS E MÉTODOS (LEI DE HOOKE) 
Material utilizado para o experimento de condução de calor: 
 01 Suporte com sapatas, painel, tripé e haste; 
 02 Molas helicoidais; 
 04 Massas de 0,5N cada; 
 01 Régua milimetrada. 
Passo a passo do experimento, como ocorreu o mesmo: 
 Primeiro montamos o experimento colocando arégua milimetrada e depois 
colocamos a mola (apenas uma) junto com o gancho que irá sustentar os pesos (figura 
1), logo em seguida colocamos os pesos um por um e vamos fazendo as anotações das 
distâncias (figura 2) até chegarmos ao quarto e último peso (figura 3). Iremos fazer os 
mesmos procedimentos para o conjunto de duas molas em série (figuras 4 e 5), sempre 
anotando as distâncias e logo após com as duas molas em paralelo (figuras 6, 7 e 8). 
 
Figura 1 Figura 2 
 
 
 
 
51 
 
 
Figura 3 Figura 4 
 
 
Figura 5 Figura 6 
 
52 
 
 
Figura 7 Figura 8 
 
 
 
 
53 
 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO (LEI DE HOOKE) 
Pesos das massas: 
P = 0,5N 
X(m) Deformação Δx X(m) Deformação Δx X(m) Deformação Δx
0,056 0,016 0,156 0,032 0,04 0,01
0,074 0,034 0,192 0,068 0,05 0,02
0,091 0,051 0,227 0,103 0,059 0,029
0,109 0,069 0,264 0,14 0,067 0,037
Mola em Paralelo (m)
0,124 0,03
2,0
Força (N) Mola Individual (m) Mola em Série (m)
0,04
0,5
1,0
1,5
Tabela 1 
y = 28,405x + 0,0428 y = 13,926x + 0,0558y = 55,419x - 0,08
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 0,05 0,1 0,15
Fo
rç
a 
(N
)
Deformação da Mola (m)
Força x Deformação
Mola Individual
Mola em Série
Mola em Paralelo
Linear (Mola Individual)
Linear (Mola em Série)
Linear (Mola em Paralelo)
 Gráfico 1 
Constantes obtidas através da equação da reta do Gráfico 1: 
 Mola Individual: y = 28,405x + 0,0428 K = 28,405N/m 
 Mola Série: y = 13,926x + 0,0558 K = 13,926N/m 
 Mola Paralelo: y = 55,419x - 0,08 K = 55,419N/m 
 
54 
 
Constantes obtidas através da Lei de Hooke: 
Mola Individual: K = 28,985N/m 
Mola Série: K = 14,285N/m 
Mola Paralelo: K = 54,054N/m 
Resultado: 
 Em geral os valores calculados para os do experimento ficaram bem 
aproximados, mas para termos uma melhor precisão na constante elástica da mola 
devemos usar o valor do gráfico, pois é um valor que mais se aproxima do real esse 
valor é um resultado médio de todo o sistema. 
 
55 
 
4 CONCLUSÃO (LEI DE HOOKE) 
 Com o fim de experimento, todos os resultados foram satisfatórios 
determinamos o valor da constante elástica (K) tanto por meio do uso do gráfico com 
os valores anotados durante o experimento como também usando a Equação da Lei de 
Hooke. A constante elástica é uma característica da mola ligada a sua “dureza”, onde 
percebemos que o sistema em série possuí uma constante elástica pequena onde resulta 
em uma mola mais maleável já no sistema em paralelo a constante elástica é um dos 
três valores mais alto, onde resulta em uma mola com um nível de dureza maior.