Relatório Física 2 - fluídos

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE TÉCNOLOGICA FEDERAL DO PARANÁ
CURSO DE ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO
DANIEL VANI
GABRIEL DOS SANTOS
GABRIEL RIBEIRO
GUILHERME DE OLIVEIRA
RELATÓRIO DE EXPERIMENTOS DE FISÍCA II
TOLEDO
2017
DANIEL VANI
GABRIEL DOS SANTOS
GABRIEL RIBEIRO
GUILHERME DE OLIVEIRA
RELATÓRIO DE EXPERIMENTOS- FISÍCA II
Trabalho apresentado no curso de engenharia de computação, como requisito para nota parcial na disciplina de física II.
Orientador:
Prof(a): DOUGLAS JOSÉ COUTINHO
TOLEDO
2017
1. OBJETIVOS
Através de métodos empíricos determinar certas propriedades especificas de alguns matérias, como sua massa específica, e outras medidas como massa e volume, para isso, foi feita a utilização de objetos como o paquímetro e de um dinamômetro, por exemplo.
2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS
2.1 DENSIDADE
A densidade ou massa especifica do objeto, é definida pela relação entre massa e volume, a qual leva a seguinte formula: . É importante notar que essa equação demonstra apenas a densidade média do objeto, uma vez que ele pode apresentar diferentes densidades em seu interior, além do fato de que o volume é influenciado por questões de temperatura e pressão.
2.2 EMPUXO
Segundo o princípio de Arquimedes: “quando um corpo está parcial ou completamente imerso em um fluido, este exerce sobre o corpo uma força de baixo para cima igual ao peso () do volume do fluido deslocado pelo corpo”.
Sendo descrito por: , essa força é conhecida como o empuxo, representando a força exercida de um fluído sobre um corpo, por isso, se a densidade do corpo for menor do que do fluido, ele flutuará. 
3. EXPERIMENTO 
Uma das finalidades desta prática é adquirir domínio no uso de instrumentos de precisão para medidas dimensionais (o paquímetro e o micrômetro) e para medida da massa (balança) de objetos. Com as medidas diretas das dimensões e da massa do objeto, iremos medir indiretamente a densidade (massa específica) do mesmo. A densidade medida diretamente será comparada com a medida utilizando o princípio de Arquimedes. 
3.1 PAQUÍMETRO 
Consta de uma régua, a escala principal, com precisão D = 1 mm (separação entre as divisões) e comprimento de 150 mm. O paquímetro dispõe de vários pares de encostos para realizar medições externas, internas, de profundidade
3.2 MEDIDA DO EMPUXO
 O sistema é composto por um suporte para sustentação, um dinamômetro, um béquer, um cilindro de teflon e um reservatório para líquidos. O dinamômetro é um instrumento utilizado para medir a força através da deformação da mola existente em ser interior. Na parte externa é feita uma escala para indicar o valor da força. A escala do dinamômetro utilizado vai de 0 - 2 N. Em nossos experimentos, vamos utilizar o dinamômetro para medir a força peso do cilindro de teflon e depois o peso aparente do mesmo
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
4.1 Medida direta e indireta do volume de um sólido
 Nesta parte do experimento, será determinado o volume de uma peça metálica e do cilindro de teflon
a) Confira o estado do paquímetro e do micrômetro. Verifique qual é a precisão destes instrumentos e confira se o “zero” esteja calibrado. Estas conferências são necessárias para atribuir as incertezas das medidas e evitar erros sistemáticos;
 b) Meça diretamente todas as dimensões (diâmetro D e comprimento l) das peças necessárias para calcular o volume. No relatório, faça esquemas das peças e os parâmetros medidos, e compile claramente os resultados com suas respectivas incertezas.
c) Calcule para cada peça o volume e sua incerteza;
d) Meça diretamente o volume das peças utilizando uma proveta graduada contendo água. Determine a incerteza destas medidas;
e) Organize os resultados das medidas de volume numa tabela. Compare e discuta os valores obtidos com ambos métodos. Por exemplo, indique se os resultados são equivalentes, ou se um dos métodos é mais preciso que o outro.
	Material
	Aço
	Latão
	Altura(m)
	
	
	Diâmetro(m)
	
	
	Massa(kg)
	
	
	Volume Indireto(m³)
	
	
	Volume Direto(m³)
	
	
	Raio(m)
	
	
4.2 MEDIDA INDIRETA DA DENSIDADE 
a) Meça diretamente a massa das peças com uma balança, determinando a incerteza. Confira para que não existam fontes de erros sistemáticos (calibração do zero da balança, nivelamento do prato, etc. ...); 
b) Usando o volume medido indiretamente, calcule a densidade do material das peças, juntamente com a sua incerteza; 
c) De acordo com o valor de densidade e o aspecto da peça, proponha uma identificação para o material, comparando com dados de referência. Indique na tabela o valor de densidade usado para justificar sua identificação.
4.3 EMPUXO 
a) Pendure somente o dinamômetro. Faça o ajuste para que o dinamômetro indique a posição 0 N na escala. 
b) Agora suspenda o reservatório de líquidos e meça o seu peso Pres;
c) Em seguida, acople o cilindro de teflon e meça novamente o peso indicado no dinamômetro. Calcule o peso do cilindro Pcil descontando o valor inicialmente do peso do reservatório Pres;
d) Coloque água no béquer e abaixe o cilindro até que a água cubra o cilindro de teflon. Observe o que acontece com a leitura da força no dinamômetro à medida que o cilindro afunda na água. Faça a leitura da força no dinamômetro quando o cilindro estiver completamente submerso na água;
e) Desenhe o diagrama de forças que atuam no dinamômetro (Tração T, peso do cilindro Pcil, peso do reservatório Pres e o expuxo FE); 
f) Calcule o a força de empuxo FE; 
g) Com o auxílio de uma seringa, vá adicionando água no reservatório até preenchê-lo. Meça o valor da força indicada no dinamômetro. Comente o observado; 
h) Calcule o peso da água Pagua ´ referente ao volume adicionado no reservatório. Compare com o valor calculado da força de empuxo. Discuta o resultado;
	Densidade
	Aço
	Latão
	
	7850 kg/m³
	8496 kg/m³
4.4 CÁLCULO DA DENSIDADE DE UM LÍQUIDO 
Sabendo que a força de empuxo FE é dada pela equação abaixo, calcule a densidade da água e do etanol. 
FE = mf g = ρV g
a) Com o volume do cilindro de teflon medido indiretamente e a força de empuxo calculada na seção anterior, calcule a densidade da água;
 b) Remova a água do béquer e adicione o etanol; 
 c) Meça a força de empuxo e calcule a densidade do etanol. Compare o resultado encontrado com o valor indicado no frasco
	Densidade
	Água
	Álcool
	
	7850 kg/m³
	8496 kg/m³