Determinação da Densidade de Corpos Irregulares

U ni v er s i dade E s t ác i o d e Sá \u2013 UNE S A RELA TÓ R I O D E F Í S IC A EXP ER IM E N TAL II DE T E R MINA ÇÃ O DA D E N S IDA D E D E C OR PO S IR R E G U L A R E S A l un os : . Pro f es sor : L ui z Lim a Ri o de J a n e i ro \u2013 RJ RE S U MO N es t e e x per i m e n t o ser á de m o n strado co m o d esc obr ir o m at er i a l de um ob jet o i r re gula r a tr a v és d a de f i ni ção de s ua de n s i dad e. I N TR OD U ÇÃ O T E Ó R ICA D e n s i d ad e ou m as s a es p e cí f i ca D e f i ne- se co m o o q u oc i e nte e n t r e a m as sa e o v o l um e de sse corpo. D es t a f or m a pode- se di zer q u e a de n s i dad e m ede o g ra u de co n ce n t ra ção de m as sa e m de t er mi nado v o l um e. O s í m bo l o par a a de n s i dad e é \u03c1 ( a l et r a gr e g a rô ) e a uni d ade SI é q ui l o g ra ma por me t ro c ú b i co (k g / m ³ ). H á um a peq u e n a d i f e r e n ça e n t re de n s i dade e m ass a espe c íf i ca. A m a ss a es pec í f i ca, e m bora de fi n i da de f o r m a a ná l o g a à d e n s i dade, co n t u do pa ra um m a t er i a l e n ão um ob j et o, é prop r i edade de uma s u bs t â n c i a, e n ão de um obj e t o. S u põe - se po i s q u e o m at e r i a l se ja h o m o g ê n eo e is ot róp ico ao l o ng o de todo o v o lum e co n s ide ra do para o cá l c ul o, e q u e est e sej a m ac i ço. U m obje to oco pode t er den s i dade m uit o d i fe re n t e da m as sa es pec í f i c a do m a te r ia l q u e os co m põe m , a e x e m p l o os n a vi o s. E m bo ra a m ass a es pec í f i ca do aço sej a m a i or do q ue a m as sa e spec í f i ca da á gua, a de n s i d ade de um n a vi o é ce r t a m e n t e m e n o r do q u e a da á gu a, j á par a l í q ui dos e g ase s a s ex pr ess ões de ns i dade e m ass a espe c í fi c a são u t iliza das c o mo s i nô nim o s. É ca l c ul ada a t r a v é s da se gui nt e f ó r m ul a : \u03bc = m / V A den s ida de abso lut a ou m ass a es pec í f i c a de um g ás é det er m i nada pe l a pr e ss ão e t e m per a t u ra de um q u oc i e n t e e xi s t e n t e e nt r e a m a ss a do g ás e um v o lum e de de l e e é ca l c ul ada a par t ir da f or mul a : P V = nR T . V ol um e O v o lum e de um co rpo é a q u a n t i dade de es p aço oc u pada por e ss e corpo. O v o l um e t e m uni d ade s de ta m a nh o c ú b i cos ( po r e x e m p l o, c m ³ , m³ , et c.) Su a uni dade n o S i s t e m a i nt er n a c i o n a l de uni dade s é o m etro c ú b ic o ( m ³). A se gui nt e t abe l a m os t r a a eq uiva l ê n c ia e n t r e v o lum e e capac i d ade . C o n t u do, n ão é con s ide ra do um a uni dade fun da me n ta l do S I , po is pode se r ca l c ula do a t r a v é s dos co m pr im e n to s . A uni dade m a i s c o mum ut i l i zada é o li t r o. V ol um e C ap a ci d a d e m et r o c ú b i co qui l o l i t ro dec í m e t r o c ú b i co l i t r o centím et ro c ú b i co m i l i l i t r o Á gu a A á gu a é um a s u bst â n c i a co m post a po r um á to m o de o xi gê ni o e do i s át o mos de hi d ro g ê ni o ( H 2 O ) q u e se l i ga m po r m e io de l igaç õ es co v a le n tes . É um a m o l éc ul a po l a r e m vi r t u de d a pr ese n ç a de um â ngul o de 104,5° e nt re a s l i gaçõe s O - H. A á gu a é um a s u bst â n c i a e xt re ma m e nte i m por ta n te pa ra a m a nute n ção da vida n o p l a n e t a. Ela f a z par t e do cor po de t odos os o r g a ni s m os vi v os, t r a n spor t a s u bst â n c ias , g ar a n t e a re a l i zaçã o de d i v e rsa s r eaçõ es quí m ic as, a lé m de ser co n s i d era da um so l ve n t e uni ver sa l e m vi r t u d e de s u a capac idade de d i ss o lve r o u t r os co mpos t o s q uí m i cos. A dens i dade o u m as sa es pec íf i ca da á gu a é de 1g/c m 3 ou , se gun do o S I , 1000kg /m 3 . T a b e l a d e d e n s i d a d e d e m e tai s T abe l a u t il i z a da par a a n a li s ar v a lor es ob t i dos n o e x p er i m e n t o : MA TE RIA L U TIL IZ A DO 1 B a l a n ç a; 50m l de Á gu a; 1 Prov e ta ; 1 B e cker ; 1 Mo l a de m a ter i a l de sc o nh ec i do ; 1 Cil i ndr o de m at er i a l desc o nh e c i do. Fi gura 1 : R epre se n t aç ão da m o l a e do c i l i nd ro ME T O D OL OGIA A ativi dade p rática propos t a f o i d ivi d i da e m q u at ro et apa s : Pr i m e i r a e ta p a \u2013 P e s age m : Pr im e ir a m e n t e f o i r e a l i zada a pesa g e m do s cor po s ut il iza n do a ba la n ça, o n de fo i en co ntr ado a mas sa do c i l i ndro e a ma ss a d a m o la e m g r a m as. Fi gura 2 : R epre se n t aç ão da ba l a n ç a. Se gu nd a e t ap a \u2013 D e te rm i n ação d o vol um e : U t i l i za ndo a p r o v et a, a m e s m a f o i pr ee n c hida c o m 50 ml e x a tos , lo g o após f or a m depos i ta do s os c orpos , um de cada ve z , para o ca l c ul o do v o lum e . O m es mo f o i c a l c ul ado s u b t r a i ndo o v a l o r do v o l um e co m a peç a de nt r o do v a lor do v o l um e se m a peça de ntr o. T e r ce i r a e tap a \u2013 C al c u lo d a d e n s i d a d e : A pós co l et a r os d ados r e f er e nt es a m a ssa e v o lum e da s peça s f o i pos s íve l r ea l i zar o cá lc ul o da de ns i dade a p artir da f or mul a : \u03bc = m/ V . Q u a rta e tap a \u2013 A n al i s ar valo r e s : A par t i r dos v a lor es de de n s ida de ob t i dos do s obje tos p ropos t o s f o i f e it a um a an a li s e e m c im a dos do i s a fi m de d es cobr ir q u a l se rá o ma t er i a l e m q ue é f e it o ca da um . RE S U L T A D O S N a pr i m e i ra et apa, o n de f o i n ec essá r io e n co ntr a r a m ass a de c ada um dos obj et os , f o i ide n t if i cado co m o a m as s a do c il i n d ro, 50,07g e para mo l a f o i e n co ntr ada a m as sa de 11,34 g . N a segun da e ta pa, o v o lum e do c i l i ndro fo i e x pre sso por 18 ml e o v o l um e da mo l a por 1 ml , apó s re a l i zada a s u bt r ação de v a l o re s. N a t er ce i r a et apa, após re a l i zar os ca l c ul os u t i l i za n do a f o r m ul a, f o i e n co n t r ados os v a lor es se gun do a ta b e l a aba i xo : D e n s i dad e C a l c ul ad a uni d ade de m ed i da Cil i ndr o Mo l a g / m ³ 2,78167 11,34 kg / m ³ 2781,67 11340 Conf or me a t abe l a e x p res sa na i nt r od u ção t eó r i ca co n st a ta - se q u e o m a ter i a l r e f ere nte ao c il i ndr o é A lumíni o e o m ate r i a l re f er e n te a m o la é C hum bo, se gun do os r es ul t ados dos de de ns i dade c a l c ul o s e co m pa r a n do os v a lor es co m a me s m a. CO N CL U S Ã O A propos ta do e x per im e n to f o i de de fi nir co m q u e t i po de m a t er ia l li do u - se at r a v és do ca l c ul o de s u a de ns i dade e de co mpar aç ão co m um a ta be l a o fi c i a l, os equi pa m e nt os n ece ss ár i os par a es sa a t ivi da de es ta v a m b e m ca li br ados o q u e re s ult o u e m v a l or es s at i s f a t ór i o s.

Determinação da Densidade de Corpos Irregulares

ESTÁCIO

Física Experimental II

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