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RELATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL CURSO Engenharia TURMA 3045 DATA 30/08/2017 Aluno/ Grupo Anderson de Souza Sales Cristyan Willyan Gonçalves Machado Guilherme Pereira Bastos da Silva Leonardo Cordeiro Nascimento Michelle de Oliveira Moura Vinícius dos Santos Junger TÍTULO Vasos Comunicantes OBJETIVOS Compreender a Teoria de vasos comunicantes como sendo uma aplicação do Teorema de Stevin. INTRODUÇÃO O Teorema de Stevin é a Lei Fundamental da Hidrostática, a qual relaciona a variação das pressões atmosféricas e dos líquidos. Assim, o Teorema de Stevin determina a variação da pressão hidrostática que ocorre nos fluidos, sendo descrito pelo enunciado: “A diferença entre as pressões de dois pontos de um fluido em equilíbrio (repouso) é igual ao produto entre a densidade do fluido, a aceleração da gravidade e a diferença entre as profundidades dos pontos. ” Uma das aplicações do Teorema de Stevin são os vasos comunicantes. Num líquido que está em recipientes interligados, cada um deles com formas e capacidades diversas, observaremos que a altura do líquido será igual em todos eles depois de estabelecido o equilíbrio. Isso ocorre porque a pressão exercida pelo líquido depende apenas da altura da coluna. MATERIAIS E MÉTODOS Materiais utilizados: Tubo em U; Tripé (apoio da base do painel); Nível bolha; Água; Béquer (capacidade: 400,0 mL); Régua milimétrica. Métodos: Utilizou-se o nível bolha para confirmar se o tripé de apoio da base do painel com o Tubo em U se encontrava no nível. Em seguida, deu-se início ao teste. Teste 1 (Tubo sem inclinação). Encheu-se o Tubo com água e anotou-se as medidas de altura da água, tendo a mesa em que o tripé se apoiava como um referencial. Teste 2 (Tubo com inclinação de 20 mm p/ esquerda). Inclinou-se o tubo e anotou-se as medidas de altura da água, utilizando o mesmo referencial. Teste 3 (Tubo sem inclinação + Óleo). Adicionou-se um pouco de óleo e anotou-se as medidas de altura do óleo e da água, nos dois lados do tubo. Utilizando o mesmo referencial. RESULTADOS No Teste 1, encontrou-se as seguintes medidas: Tubo esquerdo = (108,0 ± 0,5) mm Tubo direito = (108,0 ± 0,5) mm No Teste 2, encontrou-se as seguintes medidas: Tubo esquerdo = (108,0 ± 0,5) mm Tubo direito = (108,0 ± 0,5) mm Percebeu-se que a quantidade de água no tubo esquerdo aumentou e no direito diminuiu, no entanto, a altura se manteve igual. No Teste 3, encontrou as seguintes medidas: Água no tubo esquerdo = H1 = (95,0 ± 0,5) mm Água no tubo direito = H2 = (121,0 ± 0,5) mm Óleo = H3 = (126,0 ± 0,5) mm Para calcular a massa específica do Óleo utilizou-se a equação abaixo: P0 + ρogHo = P0 + ρagHa ρogHo = ρaHa 𝜌𝑜 = 𝐻𝑎 𝐻𝑜 × 𝜌𝑎 Utilizando-se H1 como referencial, encontrou-se Ha e Ho. Ho = H3 - H1 = 126,0 – 95,0 Ho = 31,0 Ha = H2 - H1 = 121,0 – 95,0 Ha = 26,0 E considerando ρa como: 998 Kg/m3 → 0,998 g/cm3 𝜌𝑜 = 26 31 × 0,998 → ρo = 0,837 g/cm3 E a incerteza pela equação abaixo: 𝛿𝜌𝑜 2 = ( ∂𝜌𝑜 ∂H𝑎 )2 × 𝛿H𝑎 2 + ( ∂𝜌𝑜 ∂H𝑜 )2 × 𝛿𝐻𝑜 2 → (𝜌𝑎 × 𝐻𝑜 −1)2 × 𝛿H𝑎 2 + (− 𝐻𝑎 × ρ𝑎 × 𝐻𝑜 −2)2 × 𝛿𝐻𝑜 2 𝛿𝜌𝑜 2 = ( 𝜌𝑎 𝐻𝑜 )2 × 𝛿H𝑎 2 + ( − 𝐻𝑎 ×ρ𝑎 𝐻𝑜 2 ) 2 × 𝛿𝐻𝑜 2 → ( 0,998 31,0 )2 × 0.52 + ( − 26,0×0,998 312 )2 × 0,52 𝛿𝜌𝑜 = ±√4,41 × 10−4 → 𝛿𝜌𝑜 = ±0,021 Então notou-se que ρo = (0,837 ± 0,021) g/cm3 ANÁLISE E CONCLUSÃO Com este experimento, conseguiu-se comprovar que uma das aplicações do Teorema de Stevin são os vasos comunicantes. Pois, no Teste 1 e no Teste 2, observou-se que a altura do líquido foi igual nos dois lados após ter-se mantido o equilíbrio. E isso ocorre porque a pressão exercida pelo líquido depende apenas da altura da coluna. REFERÊNCIAS Disponível em: <http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/teorema-stevin.htm>. Acessado em: 03 set. 2017. Disponível em: <https://educacao.uol.com.br/disciplinas/fisica/lei-de-stevin-teoria-e-aplicacoes.htm>. Acessado em: 03 set. 2017.
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