Densidade de um líquido completo (1)

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Constante elástica de uma mola
Turma: PU9A
Autor(es): Daniel Arruda e Eduarda Esteves
Data: 10/09/2020
Objetivos
 O experimento realizado tem como objetivo determinar a constante elástica de uma mola e de uma combinação das mesmas. Para isso utilizaremos duas molas, objetos 
Introdução
 Um objeto, quando mergulhado em um líquido, sofre uma força para cima ocasionada pela diferença de pressão na parte inferior e na parte superior. O nome dessa força é empuxo, representada pelo módulo E. Esse módulo pode ser obtido através da fórmula E=pgV, onde p é a densidade do fluido, g é a aceleração da gravidade e V é o volume do fluído deslocado pelo objeto. Esse cálculo é conhecido como Princípio de Arquimedes.
 Considerando o cilindro de alumínio pendurado no dinamômetro, conforme a figura abaixo, a marcação obtida é o peso do objeto, chamada de P. Em seguida, o cilindro é mergulhado no liquido e a marcação do dinamômetro passa a ser P’, chamada de peso aparente. O peso aparente (P’) é menor do que o peso do objeto (P), e isso se da devido ao empuxo, explicado anteriormente. Nessa situação temos: P’=P-pgV.
Figura 1
Figura 1- Representação das forças que agem sobre o objeto; Em (a) o dinamômetro indica o peso P; em (b) o dinamômetro indica o peso aparente P’.
Fonte: https://www.fisica.ufmg.br
Então, medindo o peso do objeto, o peso aparente e o volume submerso do objeto, podemos determinar a densidade do líquido.
Métodos
 Primeiramente determina-se o volume do cilindro de alumínio, para isso utiliza-se do paquímetro para medir seu diâmetro e sua altura. Logo em seguida, se mede o peso do objeto utilizando-se do dinamômetro. Ainda pendurado no dinamômetro, mergulhamos o primeiro segmento do cilindro no liquido e fazemos a leitura do peso obtido, assim teremos o peso aparente (P’), esse processo é realizado segmento por segmento, até que o cilindro esteja completamente submerso no fluido. Os resultados obtidos são conforme a tabela a seguir.
Tabela 1
 Onde g é a aceleração da gravidade, d é diâmetro do cilindro, h é a altura do cilindro, P é o peso do cilindro, P’ é o peso aparente do cilindro respectivamente ao número de segmentos mergulhados.
 Para determinar o volume do cilindro utiliza-se da formula V= ()2πh.
 Com isso, obtemos que V= (25.132,74 ± 90,34)mm3 ou V= (25,13274 ± 0,09034) cm3.
 Dividindo o volume do cilindro por 8 obtemos o volume de cada segmento (V’). Então, o volume de cada segmento é de (3141,59 ± 90,34) mm3 ou (3,14159 ± 0,09034) cm3.
Resultados
 Com os dados adquiridos torna-se possível a construção de um gráfico, fazendo um ajuste linear dos pontos dos resultados de peso aparente (P’) em função do volume deslocado pelo cilindro (V). A equação que define a reta do gráfico abaixo é P’= 977,33 – 14,5V.
 Ao compararmos a fórmula para calcular o peso aparente mostrada anteriormente (P’=P-pgV) com a função do gráfico notamos que P= 977,33 e pgV= 14,5V. Utilizando g (aceleração da gravidade) como 9,78 podemos descobrir qual é o valor da densidade do líquido (p) por meio do seguinte cálculo: 
p9,78V= 14,5V 
p= 
p= 1,48 g/cm3.
 Com isso, podemos afirmar que a densidade do líquido usado no experimento é de 1,48 g/cm3. Analisando a tabela abaixo de densidades de fluídos conhecidos, podemos garantir que o líquido em questão é o Éter.
Tabela 2
Fonte: https://www.fisica.ufmg.br
Conclusão
 Após todos os passos descritos acima, conseguimos atingir nosso objetivo inicial de identificar a densidade do líquido utilizado no experimento e através dela constatar que o fluído em questão é o éter. Esse experimento mostrou-se muito eficaz e preciso, podendo ser ferramenta em diversas áreas da ciência que se aplicam de fluidos e têm a necessidade de determinar a sua densidade. 
Contribuições
Daniel Arruda: Desenvolvimento da introdução e parte textual; Análise de gráfico; Cálculos; Debate.
Eduarda Esteves: Desenvolvimento do gráfico; Análise do gráfico; Cálculos; Debate.
Anexo de cálculos:
V= ()2πh
V= ()2π 80
V= 102 80π
V= 800π
V= 25.132,74
ΔV= V 
ΔV=25.132,74
ΔV=25.132,74
ΔV=25.132,74
ΔV=25.132,74
ΔV=25.132,74
ΔV=90,3469224246