Física Experimental II Relatório III Princípio de Pascal

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FACULDADE ESTÁCIO - CAMPUS SÃO LUÍS 
DISCIPLINA: FÍSICA TEÓRICA E EXPERIMENTAL II 
PROFESSOR: MSc. WELLINGTON SANTOS 
 
 
 
 
 
EXPERIMENTO 3: PRINCÍPIO DE PASCAL 
 
 
 DATA DA REALIZAÇÃO: 06/ 09/ 2016 
 
Equipe: 
Erica R. Cardoso dos Santos 
Eurielica Gama Sousa 
Carlos Vinícius da Silva 
Ingrid Suelen Serejo Dias 
Rosane Rabelo Lopes 
Sabrina Sodré Marques 
 
 
 
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1. OBJETIVO 
O objetivo deste experimento é colocar em prática os conhecimentos teóricos 
adquiridos em sala de aula sobre o Princípio de Pascal, entender sobre as pressões dos 
líquidos em todas as direções e utilizar seus conhecimentos para resolução de problemas 
propostos. 
 
2. INTRODUÇÃO 
Dando continuidade ao estudo da mecânica dos fluidos, iremos estudar agora o 
Princípio de Pascal. A sua teoria e aplicabilidade. 
Para um melhor entendimento do assunto, é necessário relembrar o conceito, 
aplicações e equação da pressão, pois é à base do Princípio de Pascal. 
Mas o que é Pressão? 
De acordo com o dicionário, “Força exercida perpendicularmente a uma 
superfície por unidade de área”. (Dicionário Aurélio, p. 609, 2010) 
O conceito de pressão nos ajuda a entender fatos que ocorrem no nosso dia a dia. 
Como por exemplo: Por que usamos a parte mais fina da faca para cortar? Ou por que 
quando lavamos a calçada e apertamos com o dedo a ponta da mangueira, a água atinge 
uma maior distância? Ou até mesmo na areia da praia afundamos quando estamos de pé 
e quando estamos deitados isso não acontece. Tudo tem relação com a pressão. 
Figura 01 – Exemplo do cotidiano 
 
Fonte: Disponível em: < http://www.fisica.net/hidrostatica/pressao.php >Acesso em: 12/09/2016. 
 
 
 
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“Teoricamente, a pressão em qualquer ponto do fluido é o limite dessa razão 
quando a área ∆A de um êmbolo tende a zero. Entretanto, se a força é uniforme em uma 
superfície plana de área A, pode escrever a equação como: p= F/A. Onde F é o módulo 
da força normal a que está sujeita a superfície de área A”. (Halliday & Resnick, p. 61, 
2013) 
Figura 02 – Equação da Pressão 
 
Fonte: Disponível em: < http://www.matematica-e-fisica.blogspot.com >Acesso em: 12/09/2016. 
No SI a unidade de pressão é o N/m² (newton por metro quadrado), também 
conhecido como pascal (Pa). 
Como medir uma pressão? 
Existem vários equipamentos capazes de medir uma pressão. Os principais são 
os barômetros, que são utilizados para medir a pressão atmosférica. E os manômetros 
que são utilizados para medir pressão em fluidos. 
Figura 03 – Barômetro atual 
 
Fonte: Disponível em: < http://www.pce-medidores.com.pt >Acesso em: 12/09/2016. 
 
 
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Figura 04 – Manômetro 
 
Fonte: Disponível em: < http://www.cidepe.com.br >Acesso em: 12/09/2016. 
3. PRINCÍPIO DE PASCAL 
Blaise Pascal foi um físico, filósofo e matemático, que muito cedo entre os seus 
18 e 19 anos inventou a primeira máquina de calcular. E aos 20 anos interessado no 
trabalho de Torricelli sobre pressão atmosférica, publicou seu estudo sobre a lei das 
pressões em um líquido, mais conhecido como o Princípio de Pascal. 
Segundo Pascal, “uma variação da pressão aplicada a um fluido incompressível 
contido em um recipiente é transmitida integralmente a todas as partes do fluido e às 
paredes do recipiente”. (Halliday & Resnick, p. 66, 2013) 
Então, como a pressão é distribuída uniformemente temos: 
P1 = F1/A1 e P2 = F2/ A2, logo se P1 = P2, teremos que F1/A1 = F2/ A2 
Portanto, as forças aplicadas são diretamente as áreas. 
 
 
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Figura 05– Demonstração do Princípio de Pascal 
 
Fonte: Disponível em: <https://lafisicaparatodos.wikispaces.com/principiodepascal>Acesso em: 
12/09/2016. 
3.1 .PRINCÍPIO DE PASCAL E O MACACO HIDRÁULICO 
O macaco hidráulico é uma das principais aplicações do Princípio de Pascal. Ele 
é composto de 2 cilindros de raios diferentes ligados por um tubo. No interior desse 
tubo existe um fluido que suporta 2 êmbolos de tamanhos diferentes. De acordo com 
ilustração abaixo: 
Figura 06– Macaco hidráulico 
 
Fonte: Disponível em: <https://www.educacao.uol.br/disciplinas/fisica>Acesso em: 12/09/2016. 
 
 
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Se aplicarmos uma força F no êmbolo A1, a Pressão exercida será dada por P1 = 
F/A1. Como sabemos que, de acordo Pascal as forças são distribuídas integralmente, 
então P2= F/A2. Logo, P1=P2. Isso quer dizer que F/A1 = F/A2. 
E essa pressão P em qualquer ponto do líquido é dada por: 
P = Pext x ρgh 
Onde: 
P – Pressão total (Pa) 
Pext – Pressão sobre a superfície do fluido (Pa) 
g – Gravidade (m/s²) 
ρf – Densidade do fluido (massa específica) 
h – Profundidade 
Baseado nos conhecimentos adquiridos descritos acima de forma resumida, 
realizamos um procedimento experimental seguindo um roteiro e usando os materiais 
descritos a seguir. 
 
4. MATERIALUTILIZADO: 
 
O procedimento foi realizado com os seguintes materiais: 
 1 Suporte com haste, tripé e sapatas niveladoras; 
 1 Béquer com 250 ml de água; 
 1 Seringa de 20 ml (sem agulha); 
 1 prolongador para a seringa; 
 
5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
Abaixo o roteiro utilizado para realização do experimento: 
5.1. Primeiramente execute a montagem do equipamento conforme figura abaixo; 
 
 
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Fig 07 – Equipamento para o experimento 
 
Fonte: Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfHggAA/principio-pascal>Acesso em: 
12/09/2016. 
. 
5.2. Posicione a altura da artéria visor entorno de 400 mm na escala da régua central; 
 
Fig 08– Posicionamento da Artéria visor 
 
 
Fonte: Autor, Laboratório Estácio, setembro 2016. 
(1) Manômetro 
(2) Artéria em “T”. 
(3) Manômetro 
(4) Escala submersível. 
(5) Manômetro 
(6) Manômetro. 
(9) Artéria viso 
 
 
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5.3. Encha de água a seringa acoplada ao prolongador; 
Fig 09 – Seringa com água 
 
Fonte: Autor, Laboratório Estácio, setembro 2016. 
 
5.4. Introduza o prolongador pela artéria visor e coloque 11 ml de água de modo a 
preencher somente o trecho C e D; 
Fig 10 – Água na artéria visor 
 
Fonte: Autor, Laboratório Estácio, setembro 2016. 
 
 
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5.5. Utilize o prolongador na seringa para introduzir lentamente a água nos manômetros. 
Coloque 3 ml de água no manômetro 1 e 3 ml no manômetro 2. Concluindo essa etapa, 
suba e desça levemente a artéria com visor de modo a equilibrar as colunas 
manométricas A e B (a água eu você colocou nos manômetros); 
 
Fig 11 – Água nos manômetros 1 e 2 
 
 
Fonte: Autor, Laboratório Estácio, setembro 2016. 
 
5.6. Anote na tabela 1 as posições do líquido manométrico dos ramos A1 e A2 como 
sendo as posições iniciais Ao1 e Ao2 e anote a posição (ho) da parte debaixo do 
suporte da artéria visor (todos os dados estarão em tabela 01 no item 6. Dados do 
experimento); 
Fig 12 – Posições do líquido nos manômetros 
 
Fonte: Autor, Laboratório Estácio, setembro 2016. 
 
 
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5.7. Suba a artéria do visor de modo que a coluna do manômetro 2 fique a 5 mm abaixo 
do valor Ao2; (todos os dados estarão na tabela 01 sobre dados experimento); 
 
5.8. Suba a artéria do visor de modo que a coluna do manômetro 2 fique a 5 mm abaixo 
do valor Ao2. Ao subir a artéria visor você aumenta a pressão sobre a massa de ar presa 
entre os pontos A1, A2 e C (ar entre os manômetros e a mangueira); (todos os dados 
estarão na tabela 01 sobre dados experimento); 
5.9. Concluindo os procedimentos, os dados obtidos estão preenchidos na Tabela1 01 a 
seguir e os questionamentos no item seguinte; 
 
6. DADOS DO EXPERIMENTO 
 
Tabela 01 – Dados levantados no experimento 
ITEM MANÔMETROS 
POSIÇÃO (H do 
suporte) 
POSIÇÃO DO SUPORTE 
DA ARTÉRIA VISOR 
1.0 Ainicial1(A01) 35 mm 
Hinicial = 226 mm 
2.0 Ainicial2 (A02) 42 mm 
3.0 Afinal1 (Af1) 29 mm 
Hfinal = 263 mm 
4.0 Afinal2 (Af2) 38 mm 
 
7. QUESTIONÁRIO 
 
7.1 Descreva o ocorrido com o líquido manométrico no ramo A2 (em relação ao 
referencial Ao2) quando você aumentou a pressão sobre a coluna de ar presa. 
R- A altura do líquido diminuiu. Passou de 42 mm para 38 mm. 
7.2 Qual o novo valor indicado pelo ramo A2 do manômetro? 
R- 38 mm 
7.3 Compare as indicações do líquido manométrico nos ramos A1 e A2 com 
valores que indicavam antes do aumento de pressão. 
R- O líquido manométrico nos ramos A1 e A2 quando estava em equilíbrio estavam em 
35 mm e 42 mm respectivamente. 
 
 
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7.4 Determine a pressão exercida pela coluna d’água da artéria visor PH2O, 
sabendo que o peso específico da água é aproximadamente, 9,810 (N/m³). 
R- PH2O = ρ H2O x H H2O 
 PH2O = 9,810 x 0,263 = 2,58 Pa 
7.5 Qual o desnível h H2O entre os dois ramos no manômetro 2? 
R- B2 – A2 = 49 mm – 38 mm = 11 mm 
7.6 Qual a pressão manométrica no manômetro 2? 
R- Pmanômetro2 = 9,81 x 0,038m = 0,3727 Pa 
7.7 Procedendo como no item anterior, determine a pressão manométrica no 
manômetro 1? 
R- Pmanômetro1 = 9,81 x 0,029m = 0,2944 Pa 
7.8 Compare a pressão P H2O (exercida pela coluna d’água da artéria visor sobre 
a massa de ar presa) com as contrapressões exercidas pelos desníveis das colunas 
nos manômetros 1 e 2. 
R- Analisando as pressões exercidas na artéria visor e nas colunas dos manômetros 1 e 
2, é nítido que a variação de pressão está relacionada a altura e quanto maior a altura 
maior a pressão exercida. As 3 pressões variaram de forma proporcional ao aumento da 
altura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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8. CONCLUSÃO 
 
A realização desse experimento foi importante para entender a 
aplicabilidade do Princípio de Pascal e como funciona na prática a pressão exercida em 
um fluido. 
Comprovamos que a pressão exercida na água, variou de forma integral a 
medida que mudávamos a altura do suporte da artéria. Isso quer dizer a pressão foi 
distribuída integralmente em cada manômetro, em cada ponto a pressão era a mesma. 
Ficou claro que a pressão é diretamente proporcional a altura. Quanto maior a altura 
maior a pressão exercida no fluido. 
 
8. BIBLIOGRAFIA 
 
1. HALLIDAY & RESNICK, Fundamentos da Física – Gravitação, Ondas e 
Termodinâmica 9ª Edição - Vol. 01, Rio de Janeiro- Editora LTC, 2012; 
2. YOUNG & FREEDMAN, Física 2 – Termodinâmica e Ondas 12ª Edição – Editora 
Pearson, São Paulo, 2008; 
3. Disponível em: < http://www.fisica.net/hidrostatica/pressao.php >. Acesso em: 
12/09/2016; 
4. Disponível em:< http://www.matematica-e-fisica.blogspot.com /> Acesso em: 
12/09/2016; 
5. Disponível em: < http://www.pce-medidores.com.pt >. Acesso em: 12/09/2016; 
6. Disponível em: < http://www.cidepe.com.br >. Acesso em: 12/09/2016; 
7. Disponível em: < https://lafisicaparatodos.wikispaces.com/principiodepascal>. 
Acesso em: 12/09/2016; 
8. Disponível em: < https://www.educacao.uol.br/disciplinas/fisica >. Acesso em: 
12/09/2016; 
9. Disponível em: < http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfHggAA/principio-pascal 
>. Acesso em: 12/09/2016;