experimento 5

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
Física EXPERIMENTAL II
PROF.: DÉCIO ALVES DA SILVA
EXPERIMENTO N° 5
Pincípio de pascal (utilizando água)
Aluno: 
Matrícula: 
Turma: 3079
Rio de Janeiro, 21 de setembro de 2015.
Habilidades e competências.
Ao término desta atividade o aluno deverá ter competência para:
Mencionar que as pressões nos líquidos se transmitem integralmente em todas as direções;
Utilizar conhecimentos na resolução de problemas práticos;
Utilizar conhecimentos que levam à aplicação do princípio de Pascal.
Material necessário:
01 painel hidrostático (6);
01 escala milimetrada acoplável ao painel (9)
01 tripé com haste e sapatas niveladoras antiderrapantes (10);
01 seringa de 10ml (11);
01 prolongador para seringa (12);
01 copo de Becker de 250ml contendo 20 ml de água destilada e 3 gotas de azul de metileno;
01 termômetro;
01 pano para a limpeza.
Os itens assinalados por não acompanham o conjunto.
Pré-requisitos.
Neste experimento a quantidade de água que será utilizada como líquido manométrico permanecerá confinada entre os pontos C e D. 
Sabendo que o ar é um fluido compressível, sua existência entre as superfície livre C e as superfícies livres da água (pontos A1 e A2) comprometem a integral transmissão da pressão, entretanto, como este efeito ocorrerá igualmente nos dois ramos consideraremos o resultado satisfatório. 
	Um pequeno ônus diante da facilidade e segurança de se trabalhar com a água.
	Nos experimentos a avaliação da diferença de pressão estará vinculada à diferença de nível dos pontos C e D.
4. Montagem.
4.1. Execute a montagem conforme a Figura 1.
4.2. Posicione a altura da artéria visor entorno de 400 mm na escala da régua central. – Figura 2
4.3 Encha de água a seringa (11) acoplada ao prolongador (12) – Figura 3.
Introduza o prolongador (12) pela artéria visor e coloque 11 ml água de modo a preencher somente um trecho C e D – Figura 4.
Como colocar água nos manômetros.
Utilize o prolongador (12) na seringa (11) para introduzir lentamente a água nos manômetros.
Coloque 3 ml de água no manômetro 1.
Coloque 3 ml de água no manômetro 2.
4.4 Suba ou desça levemente a artéria com visor de modo a equilibrar as colunas manométricas A e B (água que você colocou nos manômetros).
5. Andamento das atividades.
5.1. Anote na Tabela 1 as posições do líquido manométricos dos ramos A1 e A2 como sendo as posições iniciais A01 e A02.
Anote também a posição inicial (h0) da parte de baixo do suporte da artéria visor.
	Níveis dos referenciais ( em mm)
	man 1
	man2
	Posição h0 da parte de baixo do suporte da artéria visor
	A01 = 40mm
	A02= 30mm
	h0= 290 mm
 5.2 Suba a artéria visor de modo que a coluna manométrica do manômetro 2 fique 5 mm abaixo do valor A02.
	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 mangueira).
Descreva o ocorrido com o líquido manométrico no ramo A2 (em relação ao referencial A02) quando você aumentou a pressão sobre a coluna de ar pressa.
R: Quando subimos a artéria percebemos que há um aumento de pressão sobre a massa de ar presa entre os outros manômetros. Exercida pela diferença de níveis de altura da água das colunas manométricas entre a região.
Qual o novo valor indicado pelo ramo A2 do manômetro?
 R: 25mm
Compare as indicações do líquido manométrico nos ramos A1 e A2 com valores que indicavam antes do aumento de pressão.
 R: Ambos os ramos diminuiram em 5 mm, devido a pressão no ponto C e D. o A1 passou para 35mm e o A2 para 25mm.
5.3 Observe que a elevação de pressão sobre a massa de ar presa acarreta uma variação nas colunas manométricas em relação aos valores iniciais A01 e A02.
	Verifique que nos três extremos da câmara que contém a massa de ar pressa, há tubos abertos com água (a mangueira também é um tubo aberto que contém água) portanto, a contrapressão (pressão exercida nos ramos B1 e B2), capaz de equilibrar o sistema, deve ser igual a pressão PH2O exercida pea diferença de níveis ∆h H20 das colunas do líquido manométrico (neste caso água) entre pontos C e D
	Este desnível pode ser controlado facilmente, bastando subir ou descer a artéria visor e a pressão pode ser calculada através da expressão:
PH2O = ρH2O∆hH20
∆hH20 = diferença entre as alturas C e D das colunas d’água na mangueira.
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: Para calcular a pressão usamos: PH2O = ρ x ∆h; logo:
PH20 = 9.810 N/m³ x 0,01 m³
	PH2O = 98.1 N/m³
5.4 Lembre! Você está utilizando como líquido manométrico a água.
	O mercúrio, o elemento químico de símbolo Hg (metal líquido), é um líquido manométrico bastante usado pelo fato de seu peso específico ser 13,6 vezes maior do que o da água, porém, é oneroso e apresenta toxidade.
Qual desnível ∆hH20 entre os dois ramos no manômetro 2?
R: P= ρxΔh logo Δh= = 0,01m.
O desnível encontrado foi de 10mm, que convertando obtemos 0,01 m.
Qual a pressão manométrica no manômetro 2.
R: Para calcular a pressão usamos: PH2O = P x ∆h; logo:
PH20 = 9.810 N/m³ x 0,01 m³
PH2O = 98.1 N/m³
5.5. Procedendo como no iten anterior, determine a pressão manométrica no manômetro.
R: Para calcular a pressão usamos: PH2O = P x ∆h; logo:
PH20 = 9.810 N/m³ x 0,01 m³
PH2O = 98.1 N/m³
5.6. Compare a pressão PH2O (exercida pela coluna d’água da artéria visor sobre a massa de ar presa) com as contrapressões exercidas pelos desníveis das colunas no manômetros 1 e 2.
R: Após a alteração na altura da artéria, a pressão exercida nos manômetros 1 e 2 foram iguais, estando o sistema em equilíbrio.
Embora trabalhando em pressões baixas, o que, praticamente, garante a incompressibilidade dos líquidos utilizados, convém lembrar que a perfeita igualdade, entre a pressão exercida sobre um líquido e a transmissão integral desta pressão, só pode ser obtida em líquidos incompresíveis, pois neles a massa específica não varia com o aumento da pressão.
	Contudo, dada a pouca compressibilidade dos líquidos, vamos considerar desprezível a variação de sua massa específica.
Pascal, Blaise (1623 – 1662).
Blaise Pascal (1623 – 1662) foi um filósofo, físico e matemático francês.
O princípio de Pascal.
5.7 Discuta a validade da seguinte afirmação:
“Os líquidos incompressíveis transmitem integralmente as pressões que suportam.”
Conhecida como o “princípio de Pascal”
R: Quer dizer que qualquer pressão feita em um único ponto de um fluido será transmitida para todos os pontos do fluido.
O princípio de Pascal aproveita os estudos da hidrostática, que mostram que num líquido a pressão se transmite igualmente em todas as direções. Ou seja, o acréscimo de pressão sofrida pelo líquido, ao aplicarmos a força na superfície, se transmite aos demais pontos do líquido.
Achamos oportuno salientar que, para fins mecânicos, se classificam os corpos em sólidos e fluidos.
Os fluidos
	Denominamos de fluido a todo corpo que possa fluir (escoar, tomar a forma do recipiente que contém, que corre ou se espande à maneira dos líquidos e gases).
Deste modo, respeitando o fato dos gases serem bastante compressíveis (o que faz variar a sua massa específica) o princípio de Stevin e o princípio de Pascal são válidos também com gases.
	Ageneralização destes princípios aos gases permite que se substitua a expressão “blíquido” por “fluído”.
A prensa hidráulica, uma aplicação do princípio de Pascal.
A Figura2 representa a prensa hidráulica, uma das mais importantes aplicações do princípio de Pascal.
Ao aplicar uma força F1 sobre o êmbolo 1 (com a área de contato A1), comunicamos ao óleo hidráulico uma pressão P1 = (F1/A1).
	Pelo “princípio de Pascal”, o óleo hidráulico transmite “integralemente”esta precisão à base do cilindro 2, isto é: P1 = P2 ; o que implica que:
(F1/A1) = (F2/A2)
Ou
F2 = F1(A2/A1)
Analise as implicações em relação a força F2, aplicadapelo cilindro 2, para os seguintes casos:
A2 < A1
R: Se A2 for menor que A1, a força F2 será menor que a F1.
A2 = A1
R: Se as áreas forem iguais as forças serão iguais.
A2>A1
R: Se a A2 for maior que A1 a força em F2 será maior que em F1.