A DENSIDADE – EMPUXO – PRINCIPIO DE PASCAL

[pic 1]           Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul            [pic 2]Curso de Engenharia Ambiental e Sanitária
Unidade de Dourados

Disciplina: Física Experimental II

Professor: Prof. Me. Emerson Canato Vieira

DENSIDADE – EMPUXO – PRINCIPIO DE PASCAL

    DISCENTES:

DANIARA DIAS INASTOQUE RGM:38467

JUSLÂNE DA SILVA MIRANDA RGM:38475

DOURADOS-MS

2021

• INTRODUÇÃO

DENSIDADE

Os fluidos desempenham papel vital cm muitos aspectos de nossa vida cotidiana. Nós bebemos, respiramos e nadamos em fluidos. Eles circulam em nosso corpo e são responsáveis pelo tempo. Os aviões voam através deles; os navios flutuam sobre eles. Denomina-se fluido qualquer substância que pode fluir; o termo pode ser usado para um gás ou para um líquido. Geralmente consideramos como um gás o fluido que pode ser facilmente comprimido com um líquido é quase incompressível, embora existam alguns casos excepcionais. Uma propriedade importante de qualquer material é sua densidade, que fornece sua massa por unidade volume. Em português, um sinônimo de densidade é massa específica. Quando a massa m de um material homogêneo possui volume V, sua densidade é ρ (YOUNG et al., 2003)

     (eq 1)[pic 3]

PRINCÍPIO DE PASCAL

A expressão de um fluido em repouso varia com a coordenada vertical y de acordo com a equação:

p2 = p1 + ρg (y1 – y2) (eq 2)

em que p2 e p1 são as pressões do fluido em pontos de coordenadas y1 e y2, respectivamente, ρ é a massa específica do fluido e g é a aceleração de queda livre. Se um ponto de um fluido está a uma distância h abaixo de um nível de referência no qual a pressão é p0, a equação precedente se torna:

p = p0 + ρgh, (eq 3)

em que p é a pressão no ponto considerado.  (HALLIDAY et al., 2016)

A Equação 3 mostra que se aumentarmos o valor da pressão p0 no topo da superfície, possivelmente usando um pistão que se adapta firmemente no interior do recipiente e empurra a superfície do fluido, a pressão p no seio do fluido aumenta de um valor exatamente igual ao valor do aumento da pressão. Esta conclusão foi obtida em 1653 pelo cientista francês Blaise Pascal (1623-1662) e é chamada de lei de Pascal: a pressão aplicada a um fluido no interior de um recipiente é transmitida sem nenhuma diminuição a todos os pontos do fluido e para as paredes do recipiente. (YOUNG et al., 2003)

O PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES – EMPUXO

Segundo Silva (2004), todo corpo total ou parcialmente imerso em um fluido, recebe deste um empuxo vertical dirigido para cima, de módulo igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo. Esse Princípio resume uma infinidade aspectos da influência de um líquido sobre um corpo sólido que nele está imerso (ou parcialmente imerso).

 (eq 4)[pic 4]

• OBJETIVO
• MATERIAIS

• Água líquida;
• Óleo de soja;
• Balança eletrônica;
• Ovo;
• Vela;
• Copo de vidro.
• Copo descartável;
• Copo graduado;
• Sal;
• Rolha de cortiça;
• Régua;
• Prato.

• METODOLOGIA

   Antes de iniciar o procedimento, foi necessário pesar o ovo na balança eletrônica na Frutaria, no qual, obteve o resultado de 53 g de massa. Em um copo graduado, foi adicionado 300 ml de água liquida. Em seguida, colocou o Ovo e houve um aumento de 50 ml, sendo assim, elevando o volume total para 350 ml.

Retirando o ovo, com o mesmo Ml de água, adicionou 1 colher de sal, agitou a água e colocou-se o ovo novamente, o volume observado foi de 360 ml. Então, com uma colher o volume total foi para 360 ml.

O procedimento foi realizado pela segunda vez, acrescentando mais uma colher de chá de sal, o volume em questão foi aproximadamente para 365 ml.

E pela terceira vez foi colocado mais uma colher de sal na água, logo após a adição do ovo o volume total passou-se aproximadamente para 370 ml.

mais duas vezes, observando a alteração que ocorre em cada processo.

• RESULTADOS E DISCUSSÕES

• EXPERIMENTO OVO COM ÁGUA SEM SAL

Ao realizar a relação entre o ovo e água sem sal, analisa que o ovo é mais denso que água sendo assim, ele acaba não flutuando para cima do copo. Quanto menor for a densidade do líquido, maior é dá parte do ovo.

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Figura 1: Experimento ovo na água sem sal

• EXPERIMENTO OVO E ÁGUA COM SAL

Analisando as mudanças realizadas pela adição no sal na água percebe-se o aumento da sua densidade e, consequentemente, o ovo flutua, e sua densidade passou a ser menor que a da mistura de água e sal. Ao adicionarmos mais sal, mais a densidade da água aumentará.

Essa mudança é conhecida como princípio de Arquimedes, sendo mais especifico, essa experiencia temos uma clara explicação de como funciona o Empuxo.

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É necessário lembrar que quando falamos de empuxo o volume deslocado é o tanto que um corpo desloca do líquido ao ser inserido nele. Esse volume deslocado é o mesmo volume submerso do corpo (SILVA, 2013).

Com todos os dados coletados, converteu-se os volumes de ml para m3.

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Para a realização do cálculo da massa do Ovo, usaremos 2 equações:

        (eq 4)[pic 19]

 (eq 5)[pic 20]

Substituindo a equação 4 na equação 5, temos:

 (eq 6)[pic 21]

Substituindo os valores na equação 6:

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Comparando com a massa do ovo pesada que foi de 53 g e massa calculada temos uma diferença de 3 g. Segundo Ponzoni (2012), o valor do empuxo é maior do que o peso do corpo (E> P). Nesse caso, a resultante dessas forças estará dirigida para cima e corpo sobe no interior do líquido. Enquanto o corpo estiver totalmente mergulhado, teremos E > P. Quando ele atingir a superfície do líquido e começar a aflorar, a quantidade de líquido por ele deslocada começará a diminuir e, consequentemente, o valor de E, também diminuirá. Em uma certa posição do corpo, ele estará deslocando uma quantidade de líquido cujo peso será igual ao seu próprio peso, isto é, E = P.