1º- Eduardo Gomes_Pressão

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Eduardo Jorge Gomes – turma 3122 – mat.: 201402167131 
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Universidade Estácio de Sá 
 
 
 
1º RELATÓRIO DE FÍSICA 
EXPERIMENTAL II 
 
 
 
EXPERIÊNCIA: 1 
 
 PRESSÃO (Arete - Dinamômetro). 
 
 
 
Curso: Engenharia Mecânica – 3º Período_2015.1 
Professor: Nelson Souza 
Matéria: Física Experimental II 
Aluno: Eduardo Jorge Gomes 
Matricula: (201402167131) 
Local e Data: Rio de Janeiro, 27 de Fevereiro de 2015 
 
 
 
 
 
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1. INTRODUÇÃO: 
 
 
Com a finalidade de proporcionar um maior entendimento sobre o conceito de pressão e força, apres
entaremos alguns dados e teorias a seu respeito, associado às variáveis de peso, área, aceleração 
da gravidade e massa no qual afetam diretamente a pressão que um determinado corpo sofre. 
 
A importância do estudo da pressão é inegável no nosso dia a dia, seja ao enfiarmos uma faca ou 
esvaziarmos um pneu para passarmos em um lamaçal e assim por diante. Utilizando-se do conceito 
de pressão, será realizado um experimento para comprovar a veracidade de que quanto maior a 
área do objeto menor é sua pressão e quanto menor a área, maior é a pressão. Verificaremos ao 
final, se o objeto do experimento comprova realmente a teoria. 
 
Pressão: A densidade depende da pressão. A pressão é a força a que um objeto está sujeito 
dividido pela área da superfície sobre a qual a força age. Definimos a força como sendo uma força 
agindo perpendicularmente à superfície. (A força é aplicada perpendicularmente à área A) 
 
Unidades aplicadas neste relatório, baseado no SI (Sistema Internacional): 
Pressão: Pascal: Pa 
Peso: Newton: N 
Dimensões: Metro: m 
Dimensões: Área: m² 
 
Área: Para calcular a área de um retângulo, podemos concluir que área é base vezes altura. 
 
 
Incerteza padrão: Em geral, o resultado de uma medição de grandeza física é apenas uma 
estimativa - ou aproximação do valor verdadeiro do mensurando. Como conseqüência desse fato, o 
resultado da medição somente é completo quando acompanhado do valor declarado da incerteza. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. OBJETIVO DESTA EXPERIÊNCIA: 
 
Obter conhecimento sobre o conceito e aplicação de pressão bem como demonstrar por meio de 
análises, a força que é exercida no corpo de acordo com a pressão contida. 
 Realizar medições através dos instrumentos: Régua e dinamômetro; 
 Fazer cálculos de área, força e pressão; 
 Checar os dados extraídos das medições, com a equipe; 
 Utilizar as fórmulas de física corretamente, dentro das unidades do SI obtendo 
conhecimento especifico de cálculo de pressão. 
 
 
 Materiais 
 
Material Utilizado nesta experiência: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Grampo Dinamômetro Arete 
Disco de metal 
Bloco de Madeira - 
Paralelepípedo 
Altura 
Largura 
Comprimento 
Régua 
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3. EMBASAMENTO TEÓRICO 
Com essa experiência, mostraremos conceitos de pressão, força, área e suas respectivas 
unidades. 
Define-se pressão como: 
 
𝐩 =
∆𝐅
∆𝐀
 
 
Teoricamente a pressão em qualquer ponto, é o limite dessa razão quando a área ∆A tende a 
zero, entretanto, se a força é uniforme em uma superfície plana de área, podemos escrever a 
equação na forma : 
 
𝐩 =
𝐅
𝐀
 
 
Onde F é o modulo da força normal a que esta sujeita a superfície de área. (Quando dizemos 
que uma força é uniforme em uma superfície, isso significa que a força está uniformemente 
distribuída por todos os pontos da superfície). A pressão é uma grandeza escalar e suas 
propriedades não dependem da orientação. A unidade de pressão é o Newton por metro 
quadrado, (N m2⁄ ), que recebe um nome especial, o Pascal (Pa). A relação entre o Pascal e as 
outras unidades de pressão que são muito usadas na prática (mas que não pertencem ao SI) é a 
seguinte: 
 
1 atm = 1,01 x 105 Pa = 760 torr = 14,7 lb/in². 
 
 A atmosfera (atm): É como o nome indica, a pressão média aproximada da atmosfera 
ao nível do mar. 
 O torr: (nome dado a Evangelista Torricelli, que inventou o barômetro de mercúrio 
1674), já foi chamado de milímetro de mercúrio (mm Hg). 
 A abreviação de libra por polegada quadrada é psi (EM inglês Pound per square inch). 
 
 
 
 
 
 
 
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4. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
 
Procedimento com o paralelepípedo de madeira: 
Primeiramente foi observada a escala do dinamômetro, que variava 0,02 N para cada escala. 
Posteriormente foi medido e expurgado dos valores o peso do grampo de metal, zerando o 
dinamômetro com o grampo pendurado no mesmo (tara), que serviu como uma conexão entre o 
dinamômetro e os materiais. Em seguida coletaram-se as medidas: largura, altura e comprimento 
com a régua e peso com o dinamômetro e o grampo. A força correspondente será a força peso. 
Obs: Como a escala da régua está em cm, transformamos em metros e colocamos em notação 
científica. 
 
Paralelepípedo de madeira Medições/Unidades 
Comprimento 8,0 𝑐𝑚 x 10−2= 0,080𝑚 
Largura 3,5 𝑐𝑚 x 10−2= 0,035𝑚 
Altura 5,0 𝑐𝑚 x 10−2= 0,050𝑚 
Peso 0,69N 
 
 
Cálculo de Pressão do Paralelepípedo: 
Nesse sentido, deve-se considerar que há três pressões distintas, pois há três áreas diferentes que 
podem tocam uma superfície plana. 
 
P = 
𝑭
𝑨
 
P = Peso medido: 0,69 N 
p = pressão (𝑁 𝑚2⁄ ) 
F = força ( N ) 
A = Área ( m² ) 
 
𝑃1 = 
𝐹
𝐴1
 = 
𝐹
𝐿𝑎𝑟𝑔𝑢𝑟𝑎 𝑥 𝐶𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜
 = 
0,69 𝑁
0,035 𝑥 0,080
= 
0,69 𝑁
0,0028𝑚2
≅ 246,428 (𝑁 𝑚2⁄ ) 
 
 
𝑃2 = 
𝐹
𝐴2
 = 
 𝐹 
𝐿𝑎𝑟𝑔𝑢𝑟𝑎 𝑥 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎
 = 
0,69 𝑁
0,035 𝑥 0,050
 = 
0,69 𝑁
0,00175𝑚²
 ≅ 394,285 (𝑁
𝑚2⁄ ) 
 
 
𝑃3 = 
𝐹
𝐴3
 = 
𝐹
𝐶𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑥 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎
 = 
0,69 𝑁
0,080 𝑥 0,050 
 = 
0,69 𝑁
0,004𝑚²
 ≅ 172,500 (𝑁 𝑚2⁄ ) 
 
 
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Procedimento com o cilindro de metal: 
Primeiramente foi computado o peso do cilindro, com o dinamômetro, em seguida verificaram-se as 
medidas do diâmetro maior e do diâmetro do circulo inscrito no centro do cilindro, com o auxílio da 
régua. Nesta ordem colocou se o cilindro na posição vertical sobre uma mesa e mediu a área de 
contato (largura e o comprimento do cilindro com a finalidade de calcular a área na sua posição 
estática). A força correspondente será a força peso. Para computar área na posição horizontal deve-
se fazer o cálculo da coroa circular. 
 
 
 
 
 
Cilindro de metal Medições/Unidades 
Raio 1,80 𝑐𝑚 x 10−2= 0,018𝑚 
Altura 1,00 𝑐𝑚 x 10−2= 0,010𝑚 
Peso 0,89 N 
Área de contato na vertical 
L1 XL2= 
1,3 𝑐𝑚 x 10−2 = 0,013𝑚 0,013 𝑥 0,005 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟏𝟑𝒎 
0,5 𝑐𝑚 x 10−2 = 0,005𝑚 
Área 𝝅 . R² = 3,14 𝑥 0,0182 = 0,001𝑚² 
 
 
 
Cálculo de Pressão do disco: 
Nesse sentido, deve-se considerar que há duas pressões distintas, pois há duas áreas diferentes que podem 
tocam uma superfície plana. 
 
P = 
𝑭
𝑨
 
Peso medido: 0,89N 
P = pressão (𝑁 𝑚2⁄ ) 
F = força ( N ) 
A = Área ( m² ) 
 
𝑃𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 = 
𝐹
𝐴1
 = 
0,89 𝑁
0,00013 
≅ 6,846 (𝑵
𝒎𝟐⁄
) 
 
𝑃ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 = 
𝐹
Á𝑟𝑒𝑎𝑑𝑖𝑠𝑐𝑜
 = 
0,89 𝑁
0,001
≅890,00 (𝑵
𝒎𝟐⁄
) 
 
 
 
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5. Gráficos: 
Paralelepípedo: 
 
 
EXP Peso - Newton Pressão N/m² ÁREA m² EXP Peso - Newton Pressão N/m² ÁREA m²
p1 0,69 394,285 0,00175 p1 0,89 890,000 0,00013
p2 0,69 246,428 0,00280 p2 0,89 246,428 0,00100
p3 0,69 172,500 0,00400
PRESSÃO - ARETE - DINAMÔMETRO
PRESSÃO DISCO METAL
PRESSÃO - ARETE - DINAMÔMETRO
PRESSÃO BLOCO MADEIRA - PARALELEPÍPEDO
394,285
246,428
172,500
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0,00175 0,00280 0,00400
P
re
s
s
ã
o
 -
P
a
Área - m²
PRESSÃO x ÁREA - PARALELEPÍPEDO 3 PONTOS
Pressão N/m² ÁREA…
0,69 0,69 0,69
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0,00175 0,00280 0,00400
P
re
s
s
ã
o
 -
P
a
Área - m²
FORÇA x ÁREA - PARALELEPÍPEDO 3 PONTOS
Peso - Newton
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Disco: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
890,000
246,428
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
0,00013 0,00100
P
re
ss
ão
 -
P
a
Área - m²
PRESSÃO X ÁREA - DISCO 2 PONTOS
Pressão N/m² ÁREA…
0,89 0,89
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0,00013 0,00100
P
re
ss
ã
o
 -
P
a
Área - m²
FORÇA x ÁREA - DISCO 2 PONTOS
Peso - Newton
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6. Conclusão 
 
De acordo com os dados coletados, cálculos e gráficos constatou-se que quanto menor a área maior 
será a pressão sofrida no corpo. A força peso é constante, independente da área, pois exerce uma 
carga de cima para baixo, portanto somente a altura influencia na força. Quando se considera uma 
força vertical, a pressão que atua verticalmente no corpo, é independente da forma do corpo. 
 
 
7. Questionário do Professor Sobre o Tema da Experiência: 
 
7.1 Por que as rodas dos tratores são largas e a área das fundações de alguns prédios é 
grande? 
R: As rodas dos tratores são largas para aumentar a área de contato com o solo, 
diminuindo a pressão sobre o mesmo. 
As fundações de alguns prédios são largas para ter mais área de contato com o solo, 
reduzindo a pressão sobre o mesmo. 
 
7.2 Uma faca está cega. Quando a afiamos, ela passa a cortar com mais facilidade, por que 
isso ocorre? 
R: Quando afiamos uma faca, diminuímos a área de contato do gume com a superfície a ser 
cortada, aumentando a pressão sobre ela. 
 
7.3 Numa panela de pressão, o pino que regula a pressão interna tem 80g de massa e se 
apoia sobre um tubo vertical de 4 mm² de área interna. Calcule a pressão interna 
necessária para levantar o pino. Considere (g= 10m/s²). 
R: 
Força que o pino exerce sobre a panela F = P 
m = 80 /1000 = 0,08kg 
P = m.g 
P = 0,08.10 
P = 0,8N 
F = 0,8N 
A = 4mm² = 0,000004m² = 4.10⁻⁶m² 
 
Fórmula 
 = 
 
P = 0,2.10⁶ 
 
P = 2.10⁵ N/m² 
 
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7.4 Uma abelha consegue cravar seu ferrão no braço de uma pessoa, embora a força 
aplicada pelo ferrão seja muito pequena, por que ela consegue perfurar a pele do braço? 
R: Devido a área de contato do ferrão ser pequena, a pressão é grande, ou seja, quanto 
mais fino, maior será a pressão causada por ele. 
 
7.5 Qual a diferença entre força e pressão? 
R: Força é a ação de puxar, empurrar, acelerar, deformar, comprimir, expandir, etc. o que 
atua num corpo qualquer 
Pressão é a razão (divisão) desta força pela área de atuação 
Ex: Se exerço uma força de 20 N com o dedo numa área de 2 cm². A força é 20 N e a 
pressão é de 20 N / 2 cm² = 10 N/cm² 
 
7.6 Segundo suas observações e apontamentos, procure justificar a natureza vetorial da 
força. 
R: Como mostrado na fórmula a força é uma grandeza vetorial, podendo também ser 
justificado em nosso cotidiano quando puxamos uma caixa onde determinamos um 
sentido, uma direção e um módulo para que haja o deslocamento. 
 
7.7 Qual a unidade utilizada para força no SI. 
R: Newton (N) 
 
7.8 Puxe levemente o corpo de conexão e descreva o observado. 
R: O cilindro segmentado que compõe o dinamômetro desce conforme a força é exercida 
para puxar, marcando a força exercida. 
 
7.9 Determine o peso do conjunto formado por um gancho lastro e uma massa de 0,5N, 
anotando o valor encontrado: 
R: É a força peso, obtida através da fórmula, resultando em 0,54 N. 
 
 
7.10 Interprete fisicamente o valor obtido: 
R: A força peso atua para baixo deformando a mola deslocando o cilindro dentro do 
dinamômetro. 
 
 
 
 
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7.11 Determinações da pressão exercida pelos pés de uma pessoa sobre o chão: 
 Interprete fisicamente o valor obtido: 
A) Determine aproximadamente, a pressão exercida pelo seu peso sobre o chão. 
(Utilize uma folha de papel milimetrado para estimar a área do seu pé). 
R: 𝑃1 = 
𝐹
𝐴1
 = 
𝐹
𝐿𝑎𝑟𝑔𝑢𝑟𝑎 𝑥 𝐶𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜
 = 
100𝐾𝑔
0,32 𝑥 0,12
= 
100𝑘𝑔
0,00384𝑚2
≅ 26,041 (𝐾𝐺 𝑚2⁄ ) 
 
 
B) Você recomendaria, em termos de pressão, alguém atravessar um terreno lamacento 
sobre “pernas de pau”, justifique sua resposta: 
R: Não, pois utilizando uma perna de pau a pressão é elevada, devido a pequena área 
de contato com o solo que o faria afundar e dificultaria a movimentação. 
 
C) Cite um exemplo onde duas forças diferentes produzam pressões iguais: 
R: Elevador Hidráulico. 
 
D) Procure justificar em termos de pressão, o motivo pela qual é mais fácil caminhar na 
areia com os pés descalços do que com sapatos de salto alto: 
R: É mais fácil, pois a pressão exercida pelos pés descalços é menor devido a maior área 
de contato com a areia quando comparada aos sapatos de salto alto. 
 
 
 
 
 
 
8. Bibliografia 
 
Fundamentos de Física – Volume 2 – 8ª Edição - Halliday, Resnick – Editora LTC. 
http://www.alunosonline.com.br/fisica/equacoes-movimento-queda-livre.html 
http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/queda-livre/queda-livre. php 
http://www.mundoeducacao.com.br/fisica/queda-livre.htm 
http://grupnove.blogspot.com.br/2012/06/formulas-de-queda-livre-e-lancamento.html