7 Relatório - Principio de Pascal (WAGNER)

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Universidade Federal de Roraima
Professor: Roberto Camara de Araujo
Alunos: 
Romel Silva Matão Bonfim 
Kelvin Jordan Oliveira Silva 
Wagner Augusto Pinho Barbosa
Física Experimental II
7º Relatório: Principio de Pascal
1. - INTRODUÇÃO. 
	O acréscimo de pressão produzido num líquido em equilíbrio transmite-se integralmente a todos os pontos do líquido.
	Consideremos um líquido em equilíbrio colocado em um recipiente. Vamos supor que as pressões hidrostáticas nos pontos A e B (veja a figura) sejam, respectivamente, 0,2 e 0,5 atm.
Figura 1
	Se através de um êmbolo comprimirmos o líquido, produzindo uma pressão de 0,1 atm, todos os pontos do líquido , sofrerão o mesmo acréscimo de pressão. Portanto os pontos A e B apresentarão pressões de 0,3 atm e 0,6 atm, respectivamente.
	As prensas hidráulicas em geral, sistemas multiplicadores de força, são construídos com base no Princípio de Pascal. Uma aplicação importante é encontrada nos freios hidráulicos usados em automóveis, caminhões, etc. Quando se exerce uma força no pedal, produz-se uma pressão que é transmitida integralmente para as rodas através de um líquido, no caso, o óleo.
 
	A figura seguinte esquematiza uma das aplicações práticas da prensa hidráulica: o elevador de automóveis usados nos postos de gasolina.
Figura 2
	O ar comprimido, empurrando o óleo no tubo estreito, produz um acréscimo de pressão (p), que pelo princípio de Pascal, se transmite integralmente para o tubo largo, onde se encontra o automóvel.
Sendo p1 = p2 e lembrando que , escrevemos:
 			(1)
 
	Como A2 > A1, temos F2 > F1, ou seja, a intensidade da força é diretamente proporcional à área do tubo. A prensa hidráulica é uma máquina que multiplica a força aplicada.
	Por outro lado, admitindo-se que não existam perdas na máquina, o trabalho motor realizado pela força do ar comprimido é igual ao trabalho resistente realizado pelo peso do automóvel. Desse modo, os deslocamentos – o do automóvel e o do nível do óleo – são inversamente proporcionais às áreas dos tubos:
t 1 = t 2 é F1d1 = F2d2
Mas na prensa hidráulica ocorre o seguinte:
 
 			(2)
 
Comparando-se com a expressão anterior, obtemos:
 				 			(3)
 
1. – OBJETIVOS. 
Estudar e Compreender que as pressões nos líquidos se transmitem integralmente em todas as direções, utilizar conhecimentos na resolução de problemas práticos, utilizar conhecimento que levam a aplicação do princípio de pascal.
1. - MATERIAIS UTILIZADOS. 
· Painel hidrostático (6);
· Escala milimetrada acoplável ao painel (9);
· Tripé com haste e sapatas niveladoras antiderrapantes (10);
· Seringa de 10 ml (11);
· Prolongador de seringa (12);
1. - PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL. 
	Para a realização do experimento foi disponibilizado o vídeo com o procedimento utilizando água e disponibilizando os seguintes dados: 
	Seguindo o roteiro foi regulado a artéria visor em torno de 400mm. 
Figura 3: Artéria visor regulada.
Após a regulagem do visor e inserido 11ml de água na artéria visor com o auxilio de uma seringa e um prolongador. 
Figura 4 adicionado água na artéria visor
Com ajuda da seringa e prolongador e inserido 3ml de água nos manômetros 1 e 2.
Figura 5: Painel manométrico abastecido com 3ml de água
	Após o preenchimento dos dois manômetros foi regulador a artéria visor de modo que os lados e sem mantenham em equilíbrio.
Figura 6 Equilíbrio entre os lados A1 e B1
Figura 7 Lado A2 e B2 em equilíbrio
Figura 8 Artéria visor após os lados A e B entrarem em equilíbrio
	Com o fim do experimento e elevado a altura da artéria de modo que manômetro 2, fique 5mm abaixo do valor .
D
C
Figura 9 Painel 1 e 2 após elevação da artéria visor
Figura 10 Ajuste da artéria visor
1. - ANÁLISE DOS DADOS E DISCUSSÕES. 
1) Anote na tabela 1 as posições do liquido manométrico dos ramos e como sendo as posições iniciais e . Anote também a posição inicial () da parte e baixo do suporte da artéria visor. 
	Níveis dos referenciais (em mm)
	Man 1
	Man 2 
	Posição da parte de baixo do suporte da artéria visor
	 13
	 16
	= 300
Figura 11 Tabela 1
	Suba a artéria visor de modo a conseguir que a coluna manométrica do manômetro fique 5mm abaixo do valor .
	Ao subir a ateria visor você aumentou a pressão sobre a massa de ar presa entre os pontos , e C (ar entre os manômetros e a mangueira).
2) Descreva o ocorrido com o liquido manométrico no ramo (em relação ao referencial ) quando você aumentou a pressão sobre a colina de ar presa. Qual o novo valor indicado pelo ramo do manômetro? A altura da água diminui em relação ao referencial , 11 mm
3) Compare as indicações do liquido manométrico nos ramos e com valores que indicavam antes da massa de ar presa ter sofrido o aumento de pressão. Os valores de e eram os mesmo que os valores de e 
	Observe que a elevação de pressão sobre a massa de ar presa acarreta uma variação nas colunas manométricas em relação aos valores iniciais e .
	Verifique que nos três extremos da câmara, que contém a massa de ar presa, há tubos abertos com água (a mangueira também é um tubo aberto que contém água), portanto, a contrapressão (pressão exercida nos ramos e ), capaz de equilibrar o sistema, deve ser igual pressão exercida pela diferença de níveis das colunas do liquido manométrico (neste caso água) entre os pontos C e D (este desnível pode ser controlado facilmente, bastando subir ou descer a artéria visor). Esta pressão pode ser calculada facilmente através da expressão: 
 diferença entre as alturas C e D das colunas d’água da mangueira. 
4) Sabendo que o peso especifico da água é, aproximadamente, 9.810 (N/m³) determine a pressão exercida pela coluna d’água da artéria visor , neste experimento. . P = ρh → P = 9810x0,01 = 98,1 
5) Nesta atividade você está utilizando como líquidos manométrico a água, em virtude do metal liquido mercúrio ser oneroso e apresentar uma certa toxidade. 
Obs: O mercúrio elemento químico de símbolo Hg (metal liquido), é o liquido manométrico mais usado pelo fato de seu peso especifico ser 13,6 vezes maior do que a da água. 
Qual o desnível entre os dois ramos no manômetro 2? 
6) Determine a pressão manométrica no manômetro 2:
P = 98,1 porque a pressão é exercida pela atmosfera
7) Procedendo como no item anterior, determine a pressão manométrica no manômetro 1: Como o peso específico é do mesmo liquido e também a variação da altura é a mesma, logo a pressão também será a mesma no caso P = 98,1 
8) Compare a pressão (exercida pela coluna d’água da artéria visor sobre a massa de ar presa) com as contrapressões exercidas pelos desníveis das colunas nos manômetros 1 e 2. Ambas as pressões são as mesmas exercida pelo ar na atmosfera
Embora trabalhando em pressões baixas, convém lembrar que a perfeita igualdade, entre a pressão exercida sobre um liquido e a transmissão integral destas pressões, só pode ser obtida em líquidos incompressíveis, pois neles a massa especifica não varia com o aumento da pressão, nos limites deste experimento, você pode considerar desprezíveis a variação da massa especifica.
9) Com base em suas medições e observações, discuta a validade da seguinte afirmação: “Os líquidos incompressíveis transmitem integralmente as pressões que suportam”, conhecida como “principio de Pascal”. 
“Os líquidos incompressíveis transmitem integralmente as pressões que suportam”
A prensa hidráulica, uma aplicação do principio de pascal. 
A figura abaixo representa uma das mais importantes aplicações do “principio de pascal”, a prensa hidráulica.
Ao aplicar uma força sobre o embolo 1 (com a área de contato ), comunicamos ao óleo hidráulico uma pressão . Pelo “Principio de Pascal”, o óleo hidráulico transmite “integralmente” esta pressão à base do cilindro 2, isto é: o que implica que: 
 , ou seja: 
10) Analise as implicações em relação a força , aplicada pelo cilindro 2, para os seguintes casos: 
A) : A força 1 é maior que a força 2
B) : As forças são iguais
C) : A força 2 é maior que a força 1
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
1.	YOUNG, H.D.; FREEDMAN, R.A.; Sears e Zemansky Física 1: Mecânica, 12.Ed.,São Paulo: Ad-Adison Wesley (2008). 
2.	JEWETT JR., J. W. e SERWAY, R. A., Física para Cientistas e Engenheiros, 8 Ed. São Paulo, Ed. Cengage Learning (2011). 
3.	Campos, A. A., Alves, E. S. e Speziali N. L.; Física Experimental Básica na Universidade; Editora UFMG (2007).