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Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé Curso: Engenharias Disciplina: Física Experimental Código: Turma: 3032 Professor (a): CARLOS EDUARDO BARATEIRO Data de Realização: 28/09/2016 Nome do Aluno (a): Rafael Paixão Coelho Monteiro SERGIO SOARES PAIVA Nº da matrícula: 201512743291 201609060938 Nome do Experimento: Densidade de líquidos Objetivos: Ao final deste experimento o aluno deverá: Conhecimento da densidade dos líquidos utilizados no experimento, usando a massa do liquido pelo seu volume. E também descobrir a densidade, usando a altura encontrada nos vasos comunicantes por meio da Lei de Stevin. Introdução teórica: A lei de Stevin está relacionada com verificações que podemos fazer sobre a pressão atmosférica e a pressão nos líquidos. Quando consideramos um líquido qualquer que está em equilíbrio, temos grandezas importantes a observar, tais como: massa específica (densidade), aceleração gravitacional local (g) e altura da coluna de líquido (h). 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. As demais grandezas são constantes para uma situação desse tipo (pressão atmosférica, densidade e aceleração da gravidade). Aparelho utilizado: Vaso comunicante, Fabricante Cidepe, Modelo E0048. Provetas, Fabricante Roni Alzi, capacidade 100 ml precisão ± 1 ml Balança Digital, capacidade 6 kg precisão ±2 g. Fabricante Filizola modelo BP6 Roteiro do experimento: Forma direta Utilizar a balança para ter a massa das provetas que serão usadas no experimento. Acrescentar água em uma proveta e óleo na outra. Pesar as provetas com os líquidos, obtendo as massas das provetas. Fazer a diferença entre a proveta vazia e cheia, para, obter o volume dos líquidos. Calcular a densidade dos líquidos. Construir tabela para a anotação dos resultados obtidos em todo o experimento. Forma indireta Acrescentar água no vaso comunicante, e nivelar a água em todos os vasos. Adicionar óleo em um dos vasos Construir tabela para a anotação dos valores de h1 e h2 Fazer uma segunda medição, aumentando a quantidade de óleo. Colocar as informações obtidas na tabela Utilizar a equação de Stevin que iguala a pressão do óleo com o da água. Calcular o valor da densidade do óleo nos dois experimentos. Calcular a média da densidade, usando os resultados obtidos. Dados coletados: Base 1: Lado A 101 mm Lado B 34,65 mm Massa 1,58x10⁻¹ kg Área 3,50x10⁻³ m² Força peso 1,55 N Pressão 4,42x10² N/m² Base 2: Lado A 101 mm Lado B 79,80 mm Massa 1,58x10⁻¹ kg Área 8,05x10⁻³ m² Força peso 1,55 N Pressão 1,24x10⁻² N/m² Base 3: Lado A 34,65 mm Lado B 79,80 mm Massa 1,58x10⁻¹ kg Área 2,76x10⁻³ m² Força peso 1,55 N Pressão 5,61x10² N/m² Cálculos: Base 1: Lado A: 101±0,05 mm Lado B: 34,65±0,05 mm Área= 101 x 34,65 → 3499,65x10⁻6 → 3,50x10⁻³ m² Força peso= 0,158 x 9,81 → 1,55 N Pressão= 1,55 ÷ (3,50x10⁻³) → 4,42x10² N/m² Base 2: Lado A: 101±0,05 mm Lado B: 79,80±0,05 mm Área= 101 x 79,80 → 8059,8x10⁻6 → 8,05x10⁻³ m² Força peso= 0,158 x 9,81 → 1,55 N Pressão= 1,55 ÷ (8,05x10⁻³) → 1,24x10⁻² N/m² Base 3: Lado A: 34,65±0,05 mm Lado B: 79,80±0,05 mm Área= 34,65 x 79,80 → 2765,07x10⁻6 → 2,76x10⁻³ m² Força peso= 0,158 x 9,81 → 1,55 N Pressão= 1,55 ÷ (2,76x10⁻³) → 5,61x10² N/m² Tabelas e Gráficos: Líquidos Massa (g) proveta Massa (g) conjunto Massa (g) líquido Volume (cm³) Densidade (g/cm³) Água 74 170 96 97 0,98 Óleo 116 198 82 89 0,92 Nº medidas h₀ (cm) h₁ (cm) h₂ (cm) (h₁ - h₀) cm (h₂ - h₀) cm 1 -18 15 19 33 37 2 -13 11 14 24 27 Análise dos resultados: Com os resultados obtidos verificamos que quanto maior a área de contato do objeto com a superfície, menor será a pressão que o objeto exercerá na superfície, pois, a pressão estará sendo bem distribuída em toda a área do objeto, com isso, diminuindo o seu impacto na superfície. A menor área exercerá a maior pressão na superfície, pois, a pressão centralizará na área do objeto, aumentando o seu impacto na superfície. Para validar o experimento usamos um objeto, que tem três possíveis áreas de contato, e a sua força peso será a mesma nas três áreas, demonstrando que a força peso não interfere na pressão exercida pelo objeto na superfície. Considerando as pressões encontradas em cada área, os valores podem ser considerados corretos, validando o experimento e os cálculos realizados.