A PRESSÃO NUM PONTO DE UM LÍQUIDO EM EQUILIBRIO - PRINCÍPIO DE STEVIN

Objetivo

• Reconhecer e operar um manômetro de tubo aberto, usando água como liquido manométrico;

• Reconhecer e utilizar, conveniente, o conhecimento de que “a pressão manométrica indicada num ponto situado a uma profundidade “h”, de um liquido em equilíbrio, é igual ao produto do peso especifico pela profundidade do ponto Pm = µ.g.∆h = ρ.∆h;

• Mencionar que a pressão num ponto situado a uma profundidade “h”, de um liquido em equilíbrio, é igual a pressão que atua sobre a superfície livre do liquido mais o produto do peso especifico pela profundidade do ponto”;

• Reconhecer que: “Dois pontos sitiados no mesmo nível de um líquido em equilíbrio suportam pressões iguais”.

• Verificar o princípio fundamental da hidrostática (Stevin).

3 – Introdução

O experimento realizado consistia em apresentar os conceitos físicos na parte de hidrostática. Ao final do trabalho foi possível concluir de que maneira os conceitos de pressão atuam em um sistema relacionado ao experimento.

Dentre os assuntos abordados no experimento, podemos destacar a presença da pressão atmosférica no sistema e algumas ferramentas necessárias para realiza-lo.

A pressão atmosférica existe pelo simples fato da Terra se encontrar envolvida por uma camada de gases, que chamamos atmosfera. Essa camada que é responsável por exercer essa pressão que denominamos atmosférica.

Essa pressão pode ser medida através de um instrumento, que chamamos de barômetro (ou ainda manômetro especial). Outros instrumentos também podem medir pressões, tais como os manômetros.

No experimento realizado foi utilizado o manômetro de tubo aberto, que funciona com um tubo de vidro em forma de U com uma porção liquida em seu interior.

O prolongamento de um dos seus ramos se encontra no interior do recipiente cuja pressão desejada se pretende medir enquanto a outra fica livre e em contato com a camada atmosférica.

Em equilíbrio, o valor da pressão manométrica que atua na superfície do líquido, é dada pela seguinte relação:

Pm = µ.g.Δh = P1

Esse conceito se relaciona também com o Teorema de Stevin, ou o princípio fundamental da hidrostática, a partir do momento em que há uma variação de pressão entre dois pontos.

ΔP = µ.g.Δh

"A diferença entre as pressões de dois pontos de um fluido em equilíbrio é igual ao produto entre a densidade do fluido, a aceleração da gravidade e a diferença entre as profundidades dos pontos."

Podemos utilizar um artifício matemático para obter uma expressão que relacione a pressão B em função da pressão do ponto A (diferença entre as pressões), observando:

• Se a superfície do líquido está em contato com a atmosfera da Terra;

• Se a superfície do líquido não está em contato com a atmosfera da Terra.

Vamos usar neste experimento os seguintes pontos:

• Pressão no ponto A, pressão no ponto B, Pressão atmosférica, Densidade do líquido, Aceleração da gravidade, Profundidade h (m)

4 - Procedimento

Lista de materiais:

01 Pç Painel manométrico (6)*;

01 Pç Tampão (7);

01 Pç Escala submersível/tubo sonda (8);

01 Pç Tripé com sapatas niveladoras, amortecedoras

e antiderrapantes (10);

01 Pç Haste de sustentação (13);

01 Pç Seringa descartável de 10 ml (11);

01 Pç Prolongador para seringa (12);

01 Pç Termômetro;

01 Pç Copo de Becker de 250 ml;

200 ml Água da torneira

Descrição do procedimento do experimento

1. Preencha o manômetro, utilizando a seringa com prolongador, até o nível de 40 mm.

2. No painel use o tampão para fechar a extremidade superior do tubo E, mantendo as outras duas desobstruídas. OBS: Passos 1 e 2 realizado pelo professor.

3. Regule a escala submersível posicionando o zero no inicio inferior do tubo sonda.

4. Com auxilio das mãos segure o Becker e o levante até atingir a profundidade desejada;

5. Leia e anote as posições das superfícies y e y’ do liquido manométrico (lados B3 e A3).

6. Com o Becker varie a profundidade da extremidade do tubo E (h) no copo de Becker de 10 em 10 mm, de modo a completar a tabela.

5 – Resultado

A Tabela, juntamente com os cálculos e o gráfico estão desenhados em papel milimetrado anexado no final deste relatório.