Determinação da massa especifica utilizando dinanometro

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DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECIFICA UTILIZANDO DINAMOMETRO

Nunes, A. A.¹; Souza, A. E. C.²; Martins, J. F.³; Matias, T. J. 4.

¹[e-mail]; ²[e-mail]; ³[e-mail]

Resumo

Palavra-chave: 

Abstract

Keywords:

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SUMÁRIO

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INTRODUÇÃO

Fluidos compreendem líquidos e gases. Os líquidos escoam sob a ação da gravidade até preencherem as regiões mais baixas possíveis dos vasos que os contém. Os gases se expandem até ocuparem todo o volume do vaso, qualquer que seja a sua forma, e o líquido está restrito a se mover abaixo da sua superfície. (DA SILVA, R. T., 2004).

O experimento realizado teve como intuito de medir a massa específica (ρ) dos determinados corpos dados. Muitas vezes, é confundido densidade com massa específica, por parecerem na obtenção do resultado através da fórmula, mas elas são diferentes pelo fato de a densidade não conter uma grandeza enquanto que a massa específica possui uma determinada unidade, o kilograma por metro cúbico (Kg/m³). Isto acontece porque a massa específica é calculada a partir de dados experimentais de uma substância, enquanto que a densidade é calculada a partir de uma substância que é tomada como referência para calcular a densidade de outras substâncias. Geralmente, essa substância de referência é a água. A massa específica do corpo é obtida pela divisão da massa (m) pelo volume (V), Equação 1.

 (1)[pic 2]

E se o corpo for uniforme a massa específica será a mesma em qualquer parte do corpo, então nós podemos usar simplesmente a Equação 2.

(2)[pic 3]

A força de empuxo (Fe), é obtida observando no dinamômetro o peso real (P) do sólido enquanto ele esta no ar, e do peso aparente () do mesmo enquanto submerso totalmente no fluido, pela Equação 4, que foi obtida desenvolvendo a fórmula que diz que o peso aparente é a diferença do peso real com a força de empuxo, Equação 3.[pic 4]

 (3)[pic 5]

Então:

(4)[pic 6]

A massa específica do fluido (ρf) pode ser obtida através de uma equação na qual se é preciso conhecer a força de empuxo (Fe), a variação volumétrica do fluido (ΔV) com e sem o corpo submerso e a gravidade (g) local onde esta sendo feito os experimentos. Assim podemos desenvolver a Equação 5.

  ΔVg (5)[pic 7][pic 8]

Assim massa específica do fluido (ρf) é, Equação 6:

 (6)[pic 9]

Para calcular o ρ de um corpo experimentalmente é preciso que se calcule o ρfl do fluido no qual ele será imerso, obtendo a massa em uma balança e medindo seu volume com o auxilio de um recipiente com marcações volumétricas, por exemplo, uma proveta, logo após se obter o massa do corpo na balança, e o seu volume na diferença da marcação volumétrica do recipiente antes e depois da submersão total do corpo no fluido (ΔV).

Logo após é feito o cálculo para se conhecer o ρ do corpo, usando a equação 1. Como a massa específica da água varia em função da temperatura, o valor do cálculo da massa específica deve considerar essas variações.

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OBJETIVO

Ter conhecimento da determinação experimental da massa especifica de qualquer material utilizando o método do dinamômetro e aplicar conceitos da propagação de erros.

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MATERIAIS E MÉTODOS

Materiais:

• Proveta graduada
• Dinamômetro
• Suporte
• Três corpos sólidos de massas e materiais diferentes
• Balança de precisão

Procedimento experimental:

Com o objetivo de se calcular a densidade dos sólidos colocou-se 80 mL de água em uma proveta graduada, onde se fez a medição volumétrica do liquido e depois, a mesma, foi colocada em uma balança para que fosse lido a sua massa (77,8 g). Com esses dados, posteriormente calculou-se a massa especifica do fluído (). [pic 10]

[pic 11]

Em um dinamômetro mediu-se, três vezes, o peso real de cada um dos corpos (Alumínio, Ferro e Latão), após essa medição, cada um dos corpos foram submergidos completamente no líquido sendo anotado o seu peso aparente e o volume de água deslocado. Com as anotações calculou-se a massa especifica () de cada um dos corpos. Foram realizadas cinco (5) medições para cada etapa do processo experimental.[pic 12]

Foi realizado os cálculos de propagação de erro e determinado o desvio padrão e posteriormente os cálculos de determinação da massa especifica de cada uma das amostras utilizadas.

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RESULTADOS E DISCUSSÃO

No procedimento experimental foram obtidos os seguintes valores para o peso de cada uma das amostras utilizadas utilizando um dinamômetro (latão, ferro e alumínio):

        Tabela 1 – Pesos das amostras determinados pela técnica do dinamômetro.

Experimento	Latão	Ferro ()[pic 13]	Aluminio ()[pic 14]
1	0,82 N	0,88 N	0,28 N
2	0,83 N	0,85 N	0,25 N
3	0,80 N	0,86 N	0,22 N
4	0,82 N	0,88 N	0,28 N
5	0,79N	0,84 N	0,25 N

Tabela de valores do peso das amostras. Fonte própria.

Determinando a media dos experimentos obtemos: