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Universidade Estácio de Sá – CampusMacaé Curso: Engenharia Disciplina: CCE0848 - FÍSICA EXPERIMENTAL II Turma: 3077 Professor (a): CARLOS EDUARDO BARATEIRO Data de Realização: 02/04/2018 Nome do Aluno (a): Nº da matrícula: Experimento: Pressão em superfícies planas Objetivos Entender o conceito de pressão e o cálculo da pressão exercida pelos objetos sólidos em superfícies planas, ou seja, o experimento em laboratório tem o objetivo de analisar e calcular a intensidade da força de um corpo solido apoiado em uma determinada área de uma superfície. Introdução teórica O conceito de pressão pode ser definido pela relação entre a intensidade da força que atua perpendicularmente e a área em que ela se distribui. A unidade de pressão no SI é o Pascal (Pa), que é o nome adotado para N/m². Matematicamente, a pressão média é igual ao quociente da resultante das forças perpendiculares à superfície de aplicação e a área desta superfície. Sendo: p= Pressão (Pa) F=Força (N) A=Área (m²) Materias -Paquímetro; - Paralelepípedo; - Balança digital; Roteiro do experimento - Realizar 5 medições da altura, comprimento e largura do corpo sólido com o paquímetro; - Realizar 5 medições da massa do solido; - Calcular o valor médio da altura, comprimento e largura; - Calcular o valor médio da massa do solido; - Calcular o valor da área de cada lado do solido; - Calcular o desvio padrão e incertezas; - Medir a massa do corpo. - Calcular pressão resultante que cada área do objeto realiza sobre uma superfície. Dados coletados Tabela 1- Dimensões da altura do paralelepípedo (mm) Medições Medição do valor da altura Incerteza da medição da altura Medição 1 37,30 0,025 Medição 2 37,30 0,025 Medição 3 37,20 0,025 Medição 4 37,45 0,025 Medição 5 37,20 0,025 Tabela 2- Dimensões da largura do paralelepípedo (mm) Medições Medição do valor da largura Incerteza da medição da largura Medição 1 100,25 0,025 Medição 2 100,10 0,025 Medição 3 100,25 0,025 Medição 4 100,05 0,025 Medição 5 100,25 0,025 Tabela 3- Dimensões da profundidade do paralelepípedo (mm) Medições Medição do valor da profundidade Incerteza da medição da profundidade Medição 1 81,30 0,025 Medição 2 81,20 0,025 Medição 3 81,10 0,025 Medição 4 81,00 0,025 Medição 5 81,10 0,025 Tabela 4- Massa do paralelepípedo (g) Medição do valor da massa Incerteza da medição da massa Medição 1 122 0,005 Medição 2 124 0,005 Medição 3 124 0,005 Medição 4 122 0,005 Medição 5 122 0,005 Cálculos Valor médio: largura, altura, profundidade e massa do paralelepípedo M=(V1+ V2+ V3+ V4+ V5) n Dados: M= Media V= Valores medidos (Tabelas 1, 2,3 e 4) n= Quantidade de medições realizadas Tabela 5- Valor médio Medições Unidade de medida Media Altura mm 37,29 Largura mm 100,18 Profundidade mm 81,14 Massa kg 0,123 Desvio padrão: Largura, altura, profundidade e massa do paralelepípedo Dados: D= Desvio padrão δ V= Incerteza da medição (Tabelas 1, 2,3 e 4) n= Quantidade de medições realizadas Tabela 6- Desvio padrão Medições Desvio padrão Altura Largura Profundidade Massa Calculo da área do paralelepípedo: - Altura x Profundidade - Largura x Altura - Largura x Profundidade Dados: A= Área L= Lado(Tabela 5) Tabela 7- Área das faces do paralelepípedo Medições Unidade de medida Área Altura x Profundidade m² 0,003025 Largura x Altura m² 0,003735 Largura x Profundidade m² 0,008128 Desvio padrão das áreas do paralelepípedo: - Altura x Profundidade - Largura x Altura - Largura x Profundidade Dados: D= Desvio padrão V= Valores(Tabela 6) n= Quantidade de medições realizadas Tabela 8- Desvio padrão áreas do paralelogramo Medições Desvio padrão Altura x Profundidade Largura x Altura Largura x Profundidade Calculo da força peso do paralelepípedo: Dados: F= Força peso m= massa media=0,123Kg(Tabela 5) a= Aceleração da gravidade= 10m/s² Calculo da pressão das áreas do paralelepípedo: Dados: p= Pressão F= Força peso=1,23N A= área (Tabela 7) Tabela 9- Pressão das áreas Medições Pressão (Pa) Altura x Profundidade Largura x Altura Largura x Profundidade Desvio padrão da pressão referente a cada area do paralelepípedo: - Altura x Profundidade - Largura x Altura - Largura x Profundidade Dados: M= desvio padrão da massa=0,0059 Mm= massa media=123g A= desvio padrão da área=0,038 Am= Área media Área media (Altura x profundida)= 3025mm² Área media (Largura x Altura)= 3725mm² Área media (Largura x profundida)= 8128mm² n= Quantidade de medições realizadas Tabela 10- Desvio padrão da pressão Medições Desvio padrão Altura x Profundidade Largura x Altura Largura x Profundidade Conclusão Tendo por base os valores apresentados acima, podemos concluir que a pressão de um corpo sobre uma superfície varia conforme a área de contato desse corpo, de modo que quanto maior área, menor será a pressão e em contra partida quando a área for menor, maior será a pressão exercida. Para o calculo da incerteza da área, foi utilizado o valor da incerteza do instrumento (paquímetro), calculando seus respectivos desvios, calculando a raiz quadrada das somas das quantidades de incertezas elevadas ao quadrado e dividindo pela quantidade de aferições subtraindo 01(um). Na incerteza da Pressão foi utilizada a incerteza da área com a da massa, calculando a raiz quadrada das somas das quantidades de incertezas elevadas ao quadrado tem como denominador as suas respectivas medias e dividindo toda a pela quantidade de aferições subtraindo 01(um). Por fim, através do teorema de Pascal consegue verificar a pressão que um corpo pode exercer sobre uma certa área de uma superfície, como apresentado no experimento acima. Bibliografia - Fundamentos de Física – Vol. 2 .8ª Ed - Halliday, Resnick – Editora LTC; - Apostila fisica experimental ii roteiro de experimentos CCE0848; - Física teórica experimental II / Luciane Martins Barros. Rio de Janeiro: SESES, 2016. 184 p: il
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