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Relatório III - Física Experimental II Aluno: Clodoaldo de Melo Lima Matrícula: 201602067422 Professor: Josivan Pedro da Silva PRESSÃO NUM PONTO DE UM LIQUÍDO EM EQUILÍBRIO INTRODUÇÃO A pressão que atua em um corpo em equilíbrio imerso em um fluido a uma profundidade h (1) Onde e a pressão na superfície do fluido, ρ e a densidade volumétrica do fluido e g e aceleração gravitacional. A princípio, para que possamos usar esta equação temos que conhecer a densidade do fluido e a pressão em sua superfície. No caso de fluidos imersos em recipientes aberto a pressão na superfície e a pressão atmosférica igual a 1atm ( cerca de ). Isto e o que ocorre em um manômetro de tubo aberto (ver figura 1). Este instrumento e usado para medir a diferença de pressão (2) Chamada pressão manométrica. Mesmo neste caso, onde a pressão superficial e conhecida, ainda resta conhecer a densidade do fluido com o qual o manômetro opera. Neste experimento vamos usar um manômetro de tubo aberto que opera com uma substancia desconhecida para medir a pressão manométrica no interior de um fluido de densidade também desconhecida. Então é necessário primeiramente determinar a densidade da substancia contida no manômetro, essa etapa faz parte de sua calibração. Uma vez calibrado, podemos usar o manômetro de tubo aberto para medir pressões em qualquer outro fluido sem que haja necessidade de conhecer a densidade deste último. OBJETIVO: Calibrar um manômetro de tubo aberto: Usar o manômetro calibrado para medir a pressão em pontos de um fluido de densidade desconhecida. MATERIAL UTILIZADO: 01 Painel manométrico; 01 Tampão; 01 Escala submersível; 01 Tripé com sapatas niveladoras; 01 Haste de sustentação; 01 Seringa descartável; 01 Prolongador para seringa; 50 ml de agua 01 copos de Becker MONTAGEM Foto 1: Montagem experimental do manométrico. PROCEDIMENTOS: Foi anote a posição da superfície do liquido manométrico A (densidade desconhecida) no tubo em forma de U. O referido tubo está situado ao lado direito do painel manométrico que se encontra sobre a mesa. O liquido dentro do copo Becker que aparece na fotografia não está presente na montagem real, este encontra-se inicialmente vazio. Com as duas extremidades do manômetro abertas, coloque o tampão na extremidade superior (à direita), e anote as posições atingidas pelas superfícies e do liquido manométrico. Coloque a escala vertical do painel imersa no Becker inicialmente vazio, ajuste sua posição para que o zero coincida com a extremidade do tubo vertical e fique a aproximadamente 10 mm do tampo da mesa e adicione água no copo até que a extremidade do tubo vertical (e, portanto, também o zero da escala) toque a superfície liquida. Aguarde 30 segundos sem tocar o equipamento, e certifique-se de que as posições e anteriormente medidas não foram alteradas, acrescente gradativamente água no copo e Observe que parte da água acrescentada sobe pelo tubo, onde a profundidade h e a diferença entre a superfície da água dentro do copo, é a altura da coluna de água, dentro do tubo vertical do manômetro mostrada na figura 2: =− . Figura 2: painel manométrico Resultados: Como resultados das medidas de pressão manométrica elaboráramos a tabela a seguir. Equilíbrio h°’ mm= 20 mm h° mm = 21 mm h mm = A3 h’ mm = B3 (mm) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 h’ mm 18 16 15 13 11 10 8 6 5 3 h mm 24 26 27 29 31 32 34 36 37 39 Na figura abaixo tem-se o gráfico da pressão p em função da profundidade h, somandose a pressão manométrica mais a pressão atmosférica. Pontos situados em um mesmo líquido e em uma mesma horizontal ficam submetidos à mesma pressão. A superfície livre dos líquidos em equilíbrio é horizontal. CONCLUSÃO: Através desse experimento observamos a diferença entre as pressões em dois pontos considerados na curvatura de um líquido em equilíbrio (pressão no ponto mais profundo e a pressão no ponto menos profundo) vale o produto da massa especifica do líquido pelo m módulo da aceleração da gravidade do local onde é feita a observação, pela diferença entre as profundidades consideradas. Concluímos a pressão aumenta com a profundidade. Para pontos situados na superfície livre, a pressão correspondente é igual à exercida pelo gás ou ar sobre ela. Se a superfície livre estiver ao ar atmosférico, a pressão correspondente será a pressão atmosférica .
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