Relatório de Física Dilatação Linear

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Universidade Estácio de Sá
Campus: Nova Friburgo
Campus: Nova Friburgo
TURMA: 3026
RELATÓRIO DE FISICA EXPERIMENTAL II
EXPERIMENTO 07 – DILATOMETRIA
 Luan Souza Daudt 201503388999
 		Paulo Lucas da Silva Mineiro 201301472379
 		Luiz Felipe da Silva 201602094462
 Sávio Arduine de Azevedo 201601153007
 		Carlos Roberto Raposo 201602371271
Nova Friburgo, 25 de maio de 2016
Objetivo do experimento:
Identificar o material das barras homogêneas.
1 - INTRODUÇAO E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA:
	No ramo da construção civil é de suma importância saber a magnitude da dilatação dos materiais utilizados, por exemplo pontes sustentadas por cabos de aço, neste tipo de obra a intensidade da dilatação dos cabos pode afetar a estrutura da mesma, causando até mesmo o seu desabamento.
Os trilhos de trem são projetados embasados no valor do coeficiente de dilação do metal utilizado, por isso sempre há um pequeno espaço entre eles, evitando assim o provável descarrilamento dos vagões que por ali circularão.
A dilatação linear ocorre quando um corpo sofre aumento em sua temperatura e, consequentemente, há aumento na distância entre dois pontos em seu interior. São exemplos desse fenômeno o aumento do comprimento de uma barra, o aumento do raio de uma esfera e o aumento da diagonal de um quadrado ou de um cubo.
Observe o exemplo a seguir:
Exemplo da dilatação linear causada por um aumento de temperatura
Para fazer uma análise da dilatação linear, tomemos como exemplo essa barra. Seu comprimento inicial é L0 para uma temperatura Ti. A temperatura é elevada e atinge um valor T, o que causa um aumento da barra para um tamanho L.
A variação da temperatura é calculada pela diferença entre a temperatura final e a inicial:
ΔT = Tf - Ti
Da mesma forma, podemos calcular a variação de comprimento causada por essa variação da temperatura:
ΔL = L – L0
Como vimos, a dilatação linear sofrida pela barra é proporcional ao aumento de temperatura, de forma que quanto maior for esse aumento, maior será a dilatação. Ela também depende do comprimento inicial e do material que constitui a barra, uma vez que cada material apresenta um comportamento diferente ao ser submetido a variações de temperatura.
Observando essas relações, obtemos uma relação matemática para calcular a dilatação, que é chamada de Lei da dilatação linear:
Δ L = α . L0 . Δ T
A letra grega α representa o coeficiente de dilatação linear do material que constitui a barra e assume um valor específico para cada tipo de material. Sua unidade de medida é o grau Celsius recíproco (ºC-1).
2 – MATERIAIS NECESSÁRIOS:
3 Termômetros;
1 Dilatômetro Linear;
Cubo de aquecimento;
Beker Balão;
2 Mangueiras.
3 – DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO:
Nosso objetivo é determinar o coeficiente de dilatação das três barras e compara-las com uma tabela para identificar o material das barras
4 – RESULTADOS OBTIDOS:
Através da fórmula , foi possível calcular o coeficiente de dilatação e identificar de que material foi feito a barra em questão.
Barra 1 = = 1,87425 x 10-5 = Prata
Barra 2 = = 1,7925 x 10-5 = Latão
Barra 3 = = 1,399 x 10-5 = Cobre.
5 – CONCLUSÕES 
Luan Souza Daudt 201503388999
Foi possível analisar e pré-determinar que diferentes materiais, ou seja, mesmo para uma mesma variação de temperatura, a dilatação dos corpos não será a mesma para diferentes materiais, pois cada um tem um coeficiente de dilatação característico. Pode-se observar que embora o grau de dilatação linear obtido nos sólidos utilizados é pequena, existem alguns materiais que sofrem uma maior expansão linear. 
Através dos cálculos realizados e dos resultados obtidos, o coeficiente de dilatação “serviu” para auxiliar os integrantes do grupo a determinar através de uma tabela, qual corpo de prova estava dilatando. Com isso, percebemos que o maior coeficiente de dilatação apresentado no experimento pertence a prata (1,87425 x 10-5 ), o segundo pertence ao latão (1,7925 x 10-5 ) e por último o cobre (1,399 x 10-5 )
Temos também que os valores obtidos não foram totalmente exatos, isso ocorre por falhas humanas, impurezas contidas nas barras solidas, dentre outras variáveis externas.
Paulo Lucas da Silva Mineiro 201301472379
Através de todas essas análises, foi possível observar como um metal se comporta ao sofrer uma variância de temperatura. No primeiro experimento obtemos valores para os coeficientes de dilatação linear dos materiais de cobre, Prata e latão, com os valores respectivamente: 𝛼𝑐𝑢= 1,399.10−5(o𝐶−1), 𝛼prata = 1,874.10−5 (o𝐶−1), 𝛼𝑙𝑎𝑡ã𝑜 =1,79.10−5 (o𝐶−1),com um erro percentual notável no caso do latão, visto que temos muitas incertezas (além das incertezas de medição). Foi possível concluir que a dilatação linear do sólido é muito pequena, mas que ainda assim alguns materiais sofrem mais expansão que outros como podemos observar que a dilatação da prata é maior que o latão q por sua vez é maior que a do cobre e assim por diante.
Podemos salientar que não sabemos o grau de pureza das barras utilizadas, que influenciará de forma direta no cálculo, consideramos que a água utilizada era uma água pura; nosso calorímetro era supostamente ideal; não havia troca de energia entre o objeto e o meio e, portanto nosso experimento é passível de erros. 
Na experiência, segundo os resultados obtidos na Tabela, é possível identificar o material de cada objeto de acordo com os resultados calculados ao compará-los com os dados tabelados teoricamente conforme a tabela abaixo. 
Luiz Felipe da Silva 201602094462
Através do experimento podemos compreender que a temperatura de ebulição foi menor que 100ºC devido a altitude ser maior que o nível do mar e a dificuldade de visualização da temperatura exata no termômetro. Analisando o coeficiente de dilatação dos metais apresentados nos resultados obtidos 4, podemos concluir que o valor teórico do coeficiente de dilatação linear do aço 1,87425 x 10-5, do cobre é 1,399 x 10-5 e do latão e 1,7925 x 10-5. Os valores se aproximam do valor real de dilatação, com isso podemos dizer que tivemos êxito no experimento. Os pequenos erros como a aproximação dos valores podem ser desconsiderados, uma vez que o valor final encontrado é bem próximo do real. Vale ressaltar também um ponto muito importante nesse experimento é que não sabemos diretamente o grau de impurezas dessas barras utilizadas, afetando diretamente na realização dos cálculos presentes no experimento.
6 – BIBLIOGRAFIA:
TIPLER, P. A.; MOSCA, G. Física para Cientistas e Engenheiros. v. 1. 5. ed. Rio de Janeiro,RJ: Livros Técnicos e Científicos, 2006. 840 p.
NUSSENZVEIG, H. M. Curso de Física Básica.v. 1. 4. ed. São Paulo, SP: Edgard Blücher,2002.
HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J.Fundamentos de Física. v. 1. 6. ed. Rio de Janeiro,RJ: Livros Técnicos e Científicos, 2006.
Robert Resnick, David Halliday e Kenneth S. Krane: Física 1. 5a edição. Editora LTC, 2003.