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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ Física Experimental II Vasos Comunicantes Professor: Gentil Grupo: Jefther Antônio Montovane da Silva - Matrícula: 201602133751 Marcos Araújo Silva - Matrícula: 201504516108 Ojuaraci Duarte do Nascimento - Matrícula: 201502556197 Paulo Sérgio Souza da Silva - Matrícula: 201509831606 Turma: 3055 NITERÓI – RJ 01/09/2017 ÍNDICE OBJETIVO INTRODUÇÃO MATERIAIS E MÉTODOS DADOS ANÁLISE E CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS OBJETIVO Analisar, aplicar e compreender a teoria dos vasos comunicantes na prática. INTRODUÇÃO Simom Stevin foi um físico e matemático belga que concentrou suas pesquisas nos campos da estática e da hidrostática, no final do século 16, e desenvolveu estudos também no campo da geometria vetorial. Entre outras coisas, ele demonstrou, experimentalmente, que a pressão exercida por um fluido depende exclusivamente da sua altura. Uma das aplicações do Teorema de Stevin são os vasos comunicantes. Termo utilizado para designar a ligação de dois recipientes através de um duto aberto. A lei de Stevin está relacionada com verificações que podemos fazer sobre a pressão atmosférica e a pressão nos líquidos. Dos estudos no campo da hidrostática, 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 do líquido (h). Observando a figura 1, é possível escrever a pressão para os dois pontos distintos da seguinte forma: Figura 1 PA = p*g* hA PB = p*g* hB Nesse caso, podemos observar que a pressão do ponto B é certamente superior à pressão no ponto A. Isso ocorre porque o ponto B está numa profundidade maior e, portanto, deve suportar uma coluna maior de líquido. Podemos utilizar um artifício matemático para obter uma expressão que relacione a pressão de B em função da pressão do ponto A (diferença entre as pressões), observando: PB -PA =p*g*hB –p*g*hA PB -PA =p*g(hB -hA) PB -PA =p*g*h Logo: PB = PA + p*g*h Utilizando essa constatação, para um líquido em equilíbrio cuja superfície está sob ação da pressão atmosférica, a pressão absoluta (P) exercida em um ponto submerso qualquer do líquido seria: P= Patm + Phidrost = Patm + p*g*h Figura 2 Na imagem acima (figura 2), temos recipientes de formas e volumes diferentes, mas que são ligados pela mesma base. Podemos verificar que o líquido, quando em equilíbrio, tem a mesma altura em todos os ramos. Sabemos que a pressão exercida por um líquido depende apenas da altura desse líquido. Se em uma dessas colunas o líquido estivesse mais alto, a pressão na base do mesmo ramo também seria maior. MATERIAIS E MÉTODOS Materiais - Vasos Comunicantes - Régua milimetrada - Becker 400 ml - Água - Celular com App Nivelador Métodos Para começar o experimento, enchemos os vasos comunicantes com água e fizemos o nivelamento da mesa em relação ao equipamento com o auxílio de um celular com um aplicativo para nivelar o aparato. Em seguida, o vaso comunicante foi colocado o mais reto possível e com o auxílio da régua milimetrada, foi medido a altura do líquido de cada tubo e foi anotada cada medida coletada. Com o equipamento no plano inclinado para a esquerda, foi realizado o mesmo procedimento. Medimos a altura do líquido em cada vaso com o auxílio da régua milimetrada. DADOS Medidas com os vasos no plano horizontal MEDIDAS COM A RÉGUA MILIMETRADA 1º Tubo 117mm ± 0,5mm 2º Tubo 117mm ± 0,5mm 3º Tubo 117mm ± 0,5mm Medidas com os vasos no plano inclinados MEDIDAS COM A RÉGUA MILIMETRADA 1º Tubo 109mm ± 0,5mm 2º Tubo 109mm ± 0,5mm 3º Tubo 109mm ± 0,5mm (+) e (-) relativo ao valor 0(mm) do nível. A diferença entre o início da régua e o início da primeira é de 45mm. ANÁLISE E CONCLUSÃO De acordo com os dados obtidos, podemos concluir, que apesar da altura do líquido se alterar quando inclinamos os vasos comunicantes o nível foi o mesmo para os três tubos. O líquido estava em equilíbrio e o tipo utilizado era o mesmo em cada tubo, por esse motivo tinham a mesma densidade, cuja superfície estava sob ação da pressão atmosférica. Então através deste experimento foi possível comprovarmos de forma satisfatória uma das aplicações do Teorema de Stevin. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Sears & Zemansky - Física II: Termodinâmica e Ondas / Young & Freedman - 12ª ed. São Paulo. Pearson, 2015. Halliday, David; Resnick, Robert; Walker, Jearl. Fundamentos de Física, volume 2: gravitação, ondas e termodinâmica. 9ª ed. Rio de Janeiro. LTC, 2012. <https://educacao.uol.com.br/disciplinas/fisica/lei-de-stevin-teoria-e-aplicacoes.htm>. Acesso em 28 de agosto de 2017. Lei de Stevin: Teoria e aplicações. MÁXIMO, A.; ALVARENGA, B. Curso de física. 5ª ed. São Paulo: Scipione, 2000. CARVALHO NETO, C. Z. OMOTE, N. & PUCCI, L. F. S. Física vivencial. São Paulo: Laborciência Editora, 1998. JúNIOR, Joab Silas da Silva. "Vasos comunicantes"; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/fisica/vasos-comunicantes.htm>. Acesso em 28 de agosto de 2017.
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