Experimento 1 (Densidade) Fisica Geral 4

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Experimento 1:
Densidade
Docente: Marco Adriano
Discente: Edilson Coutinho
 Myllena Medeiros 
 Samir Knauer
IFRJ - Nilópolis 
2016.1
Introdução: 
Neste relatório iremos aferir indiretamente a densidade de um cilindro utilizando dois conjuntos de medição distintos, um com maior precisão que o outro. 
A densidade é uma característica própria de cada material, sendo ela denominada como uma propriedade específica. Onde podemos estimar a partir da razão entre a massa da substância e o seu volume.
Equação 1
Sendo a equação 1 evocada acima utilizada também para apresentar a Massa Específica. Apesar de serem apresentados a partir da mesma fórmula os conceitos mencionados acima apresentam características distintas. 
Quando falamos de Massa Específica estamos nos referindo a uma porção de uma determinada substancia heterogênea e maciça, como na figura a seguir.
Figura 1
Já a Densidade é quando nos referimos a um corpo homogêneo ou oco como podemos ver na figura abaixo.
Figura 2
Objetivos:
Medir a densidade de um cilindro com dois conjuntos de instrumentos.
Materiais:
Cilindro de Nylon
	Conjunto 1
	Régua milimetrada
	Dinamômetro
	Conjunto 2
	Paquímetro 
	Balança digital
Metodologia:
Utilizar os conjuntos de instrumentos para aferir os dados solicitados no roteiro.
Adotar o primeiro conjunto de instrumentos, com o auxílio de uma régua podemos medir as dimensões como altura e diâmetro e assim obter o volume do cilindro Figura 3 e com o dinamômetro obteremos o peso do objeto e a seguir calculamos a massa.
Figura 3
Para aferir o peso do cilindro utilizaremos o dinamômetro e a partir desse dado colhido acharemos a massa do material. Onde o dinamômetro é uma ferramenta que utiliza como princípio de funcionamento o conceito de elasticidade linear dos materiais metálicos.
A escala no dinamômetro é normalmente feita para indicar a Força F exercida nas extremidades. 
Quando o corpo é deslocado de uma distância x a partir de sua posição de equilíbrio, a mola exerce sobre ele uma força, dada pela Lei de Hooke:
O sinal negativo indica que a força é uma força restauradora, isto é, ela tem o sentido oposto ao do deslocamento a partir da posição de equilíbrio. Notemos que na posição de equilíbrio, a força elástica é nula. E, em sua amplitude máxima, a força atinge o seu valor máximo.
Sabemos que a constante elástica da mola, dita como k, é diferente para cada mola, sendo vista como uma medida para a sua rigidez. Para o cálculo dessa constante foram utilizadas as seguintes relações:
Figura 4
A partir dos dados colhidos podemos obter o valor da densidade da forma citada acima na Equação 1.
Na segunda parte do experimento utilizaremos o conjunto 2 de instrumentos para aferir os mesmos dados colhidos acima, para que possamos comparar os resultados.
Dados
	Conjunto 1
	Altura (h) = 50 ± 0,5 mm 
	Diâmetro (d) = 9,5 ± 0,5 mm
	Volume (V) = 18,6 ± 0,37 µm³
	Peso (P) = 0,1 ± 0,01 N
	Massa (m) = 10,22 ± 1,02 g
	Densidade (ρ) = 0,549 ± 0,054 g/cm³
 Tabela 1
	Conjunto 2
	Altura (h) = 50 ± 0,02 mm 
	Diâmetro (d) = 9,7 ± 0,02 mm
	Volume (V) = 19,0 µm³
	Massa (m) = 9,85 ± 0,005 g
	Densidade (ρ) = 0,518 ± 0,015 g/cm³
 Tabela 2
Na tabela 2 não foi apresentada a incerteza associada ao volume pois o seu valor é muito pequeno. Para os cálculos das incertezas foi utilizado a equação a seguir, sendo dF/dx e dF/ dy as derivadas das formulas (densidade e volume) com relação as suas variáveis.
Análise dos dados:
Com os dados obtidos acima com o conjunto de materiais, podemos calcular os outros itens das tabelas apresentado anteriormente.
Conclusão:
Analisando e comparando os dados dos dois conjuntos de instrumentos podemos observar que o segundo conjunto tem um maior rigor nas medidas, e logo assim, uma maior exatidão nos cálculos realizados. Essa conclusão é devido ao pequeno valor obtido na incerteza das medições. Tendo em vista os resultados experimentais, podemos observar a que o paquímetro, por exemplo, é um instrumento de precisão. 
Referências:
HALLIDAY, RESNICK, WALKER. Fundamentos de Física. Vol. 2. 8 ed. Editora LTC, 2009. Capítulo 14
TIPLER, P. A. Física. Vol 1. 6 ed. LTC, 1999. Capítulo 13