Relatório de massa específica física prática

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Massa específica
Prática 1- Data 13/09/2017
Centro Universitário Senai Cimatec, Engenharia elétrica e civil, 3° trimestre, Turma: 20171GRDEELDIU 
Antonio Carlos Monteiro da Silva Lopes Neto; Henrique da Gama Monteiro dos Santos; Matheus Cerqueira Da Silva Ferreira; Rodrigo Lima Magalhães Freitas; Ítalo Antônio de S. Amorim
Entregue ao professor Rodrigo Pereira de Carvalho da disciplina Física B Prática
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Resumo: O proposito deste artigo é o estudo da determinação da massa específica e da densidade dos corpos de prova, pondo em prática a capacidade de diferenciar os conceitos práticos e teóricos entre esses dois conceitos.
A realização deste experimento foi feita com o auxílio de ferramentas devidamente capacitadas para a determinação de todas as dimensões necessárias para que possa ser feita as medições. Para que os resultados fossem encontrados, o embasamento teórico junto com a prática realizada foi importante para o entendimento do funcionamento das fórmulas aplicadas para a construção dos resultados obtidos.
Palavras-chave: Massa Específica; Corpos de Prova; Densidade; Medições.
Introdução
O experimento demonstra que a partir de várias medições e pesagens é possível determinar a massa específica e a densidade de um determinado material. Segundo MUNSON, 2004, a massa específica, designada pela letra grega ρ, é definida como a massa de uma substância contida numa unidade de volume. Esta propriedade é geralmente utilizada para caracterizar a massa de um sistema fluido. Outro ponto também importante para a dinâmica do experimento, diz respeito à densidade de um fluido, definida pela razão entre a massa e o volume do corpo.
Tendo em vista os conceitos citados acima, o presente artigo terá como objetivo principal a determinação da massa específica dos diversos materiais cilíndricos dados em sala. A partir dos valores obtidos, será possível observar as diferenças entre massa específica e densidade, além de verificar a influência da geometria dos corpos na densidade e na massa específica. Com base no conhecimento adquirido sobre massa especifica e densidade, têm-se a fórmula 1, dada pela densidade d: 
 
 Fórmula 1
onde m é a massa e Vt o volume que o corpo ocupa e a fórmula 2, dada pela massa especifica 𝜌: 
 
 Fórmula 2
onde m é a massa de um corpo e v o volume que esta massa ocupa (segundo HALLIDAY, 2007, Fundamentos de Física. V.2). 
Outra fórmula que norteará os cálculos necessários é a que diz respeito ao volume de um cilindro, como mostra a fórmula 3: 
 
 Fórmula 3
onde R diz respeito ao raio do cilindro e H, seria a altura do cilindro.
Experimento 
Materiais e Métodos 
Para a realização do experimento foram utilizados dois paquímetros de 0,02mm, uma balança digital e corpos de prova de diferentes tamanhos e materiais sendo 6 corpos de prova um de latão, um de nylon, um de alumínio e outros três de PVC.
Ao inicializar o experimento, os corpos de prova foram pesados numa balança devidamente tarada e os valores anotados numa tabela. Após a pesagem utilizou-se o paquímetro para que assim fosse feita as medições de todos os objetos, sendo 3 medidas para cada dimensão, sendo assim 3 medidas de diâmetro para a esfera, 3 medidas de comprimento, largura e altura do bloco metálico, 3 medidas de diâmetro, altura e diâmetro do furo do cilindro e 3 medidas de diâmetro externo, diâmetro interno e altura da casca cilíndrica. 
Logo em seguida, depois que todas as medidas fossem anotadas numa tabela, para que assim pudessem ser determinadas as áreas além do cálculo da densidade e da massa especifica.
Resultados
Ao seguir os passos instruídos no procedimento, foram obtidos dados relacionados às dimensões dos três objetos (Nylon, alumínio e latão) e suas massas, que respectivamente constam no quadro 1, e o último, no quadro 2, a seguir: 
Quadro 1: Dados dimensionais relacionados aos três objetos em questão
	
	Nylon
	Alumínio
	Latão
	Altura total (cm)
	3,991 
	4,003
	4,020
	Diâmetro maior (cm)
	1,900 
	1,898
	1,907
	Altura do furo (cm)
	1,900 
	1,898
	1,907
	Diâmetro menor (cm)
	0,291 
	0,289
	0,295
Quadro 2: Massas dos três objetos 
	Objetos
	Massas (g)
	Nylon
	10,60
	Alumínio
	30,29
	Latão
	95,27
Tendo em mãos todas as dimensões dos três objetos e suas respectivas massas, tornou-se possível a realização dos cálculos a fim de relacionar a densidade com a massa específica. A partir dos dados apresentados nos quadros 1, 2 e 3, fez-se necessário uma adaptação da fórmula 3, pois os três objetos não eram maciços, e então para calcular o real volume, fazendo a diferença entre o volume total e o do furo, tal modificação foi realizada: 
 
 Fórmula 4
na qual, 
 representa o volume real do objeto, ou seja, o volume que a massa ocupa, 
 é o raio do cilindro inteiro, 
 é o raio do furo e H é a altura do cilindro.
Obtidos os valores de volume real de cada objeto, tornou-se realizável calcular as suas respectivas massas específicas ao utilizar a fórmula 2, sabido que o cálculo da densidade se faz com uso do volume que o corpo ocupa (fórmula 1) e não do volume que a massa ocupa, e os resultados constam no quadro 5, a seguir: 
Quadro 3: Valores de densidade e massa específica dos três objetos
	Objetos
	Densidade (g/cm³)
	Massa específica (g/cm³)
	Nylon
	0,94
	0,95
	Alumínio
	2,68
	2,70
	Latão
	8,31
	8,40
O segundo passo realizado neste experimento, consistiu em realizar o mesmo procedimento anterior, mas agora em objetos cilíndricos de PVC. Os dados dimensionais e de massa dos objetos de trabalho, constam no quadro 6, no qual Vt diz respeito ao volume total e Vf ao volume do furo.
Quadro 4: Dados dimensionais e de massas dos cilindros de PVC
	Dados
	Cilindro 1 de PVC
	Cilindro 2 de PVC
	Cilindro 3 de PVC
	Cilindro 4 de PVC
	Massa (g)
	3,79
	3,17
	2,93
	2,44
	Vt (cm³)
	8,753
	7,397
	6,824
	5,678
	Vf (cm³)
	2,585
	2,201
	2,081
	1,672
Como forma de evidenciar os valores de densidade e massa específica que foram calculados utilizando das fórmulas 1 e 2, respectivamente, gráficos de dispersão foram construídos com a utilização do Excel, como constam a seguir: 
Gráfico 1: Gráfico de dispersão referente aos valores de densidade dos 4 corpos de PVC
Gráfico 2: Gráfico de dispersào referente aos valores de massa específica dos 4 corpos de PVC
A análise dos valores obtidos tanto dos três objetos, quanto dos 4 cilindros de PVC, mostram uma dispersão enorme ao se comparar a densidade e massa específica. Os objetos de PVC evidenciam ainda mais essa discrepância.
Conclusão
Ao longo do experimento tornou-se possível ter um contato direto com equipamentos, como a balança de precisão e o paquímetro, possibilitando o aprendizado das regras básicas e o manuseio dos mesmos. Com o auxílio dos equipamentos pode-se realizar os cálculos de volume parcial e volume total, além da densidade e da massa específica, que eram o objetivo final do experimento, avaliando a séria diferença entre os dois conceitos em questão, e também excluindo quaisquer dúvidas quanto à diferença dos dois. 
Referências 
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert.Fundamentos de Física. V.2. 8.Ed. Rio de Janeiro:Livros Técnicos e Científicos, 2007
MUNSON, Bruce R. Fundamentos da mecânica dos fluídos. 4.Ed. Edgard Blucher. 2004.
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