FÍSICA BÁSICA 2 UFBA
Por: Thaise Silva • 28/7/2017 • Relatório de pesquisa • 2.137 Palavras (9 Páginas) • 467 Visualizações
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
INSTITUTO DE FÍSICA
DEPARTAMENTO DE FÍSICA GERAL
FIS122 – FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL II-E / LABORATÓRIO
TURMA – P08 DATA: 19/08/2013
EQUIPE: Isaque da Silva Ribeiro
Bruno Moraes Guimarães
Johnnys Araujo dos Santos
Carla Mônica c. Pereira
ESCOAMENTO DE FLÚIDOS
INTRODUÇÃO
O movimento de fluidos é um dos problemas de maior complexidade dentro da Física, tanto em sentido experimental quanto teórico. Esta complexidade está associada a grande quantidade de partículas envolvidas num fluido e consequentemente, para explicar tal fenômeno matematicamente, se faz necessário uma grande quantidade de variáveis.
O escoamento de fluidos pode ocorrer dentro de dois regimes: o laminar e o turbulento. No primeiro, ainda é possível descrever o movimento através de expressões matemáticas simples. Porém, no segundo é necessário utilizar os valores médios da velocidade e das flutuações em torno deste valor.
Ainda dentro do regime laminar, é preciso fazer a distinção entre se a energia dissipada durante o escoamento ou não. Quando a energia dissipada pode ser desprezada é possível utilizar a lei de Conservação de Energia (Equação de Bernoulli) para determinar a velocidade ou pressão em cada ponto do escoamento.
MATERIAL UTILIZADO
1. Garrafa plástica
2. Tampas perfuradas
3. Mangueiras
4. Régua
5. Cronometro
6. Água
PROCEDIMENTOS
Na primeira série de medidas consideramos orifícios de escoamento com raios diferentes
Colocamos uma garrafa tipo PET com o gargalo para baixo num suporte de madeira, que era apoiado nas extremidades de um balde. Escolhemos uma tampa perfurada com o menor raio e enroscamos no bocal. Tapamos o orifício da tampa com um dedo e enchemos a garrafa até o nível mais alto (h1=30 cm). Em seguida removemos o dedo da tampa, de modo a permitir que a água escoasse da garrafa. Disparamos o cronômetro quando o nível da água atingiu a altura h1=29 cm. Continuamos a registrar os instantes de tempo em que o nível da água passava pelas seguintes alturas h1= 25, 21, 17, e 13 cm. Na altura h2=10 cm paramos o cronômetro.
Com estes dados calculamos o intervalo de tempo para a água escoar de cada uma das 5 alturas h1até o nível de referência, h2=10cm.Registramos também o raio do orifício na folha de dados. Em seguida usamos mais quatro outras tampas com orifícios distintos e repetimos o procedimento, realizando duas medidas para o tempo de escoamento de cada uma das 5 diferentes alturas h1. Registramos todas as medidas na folha de dados. Registramos também o raio da garrafa plástica.
Na segunda série de experimentos utilizamos as tampas com as mangueiras. Elas possuíam diferentes comprimentos L, mas o mesmo raio r. Trabalhamos com três mangueiras, registrando os valores de L na folha de dados. Para cada uma delas repetimos o procedimento descrito na primeira parte (5 diferentes valores da altura h1). Fez-se necessária grande atenção para que a extremidade livre da mangueira ficasse à mesma altura da base da tampa da garrafa. Registramos todos as medidas na Folha de Dados.
TRATAMENTO DOS DADOS
[pic 1] , calculados na calculadora estão na FOLHA DE DADOS.
■ Gráfico [pic 2] x [pic 3]
Para facilitar a construção destes gráficos, foram construídas as seguintes tabelas:
r (cm) | Δt2 (s) | h11/2 (cm1/2) Teórico | h11/2 (cm1/2) Experimental | Diferença (cm1/2)* |
0.15 | 28.07 | 3.76 | 3.61 | 0.15 |
60.08 | 4.43 | 4.12 | 0.31 | |
87.16 | 5.01 | 4.58 | 0.42 | |
113.25 | 5.56 | 5.00 | 0.56 | |
136.68 | 6.05 | 5.39 | 0.67 | |
Diferença média = | 0.42 |
Para r = 0,20 cm | |||||
r (cm) | Δt2 (s) | h11/2 (cm1/2) Teórico | h11/2 (cm1/2) Experimental | Diferença (cm1/2)* | |
0.20 | 16.19 | 3.77 | 3.61 | 0.17 | |
35.26 | 4.49 | 4.12 | 0.37 | ||
51.57 | 5.10 | 4.58 | 0.52 | ||
65.72 | 5.63 | 5.00 | 0.63 | ||
80.47 | 6.19 | 5.39 | 0.80 | ||
Diferença média = | 0.50 | ||||
Para r = 0,25 cm | |||||
r (cm) | Δt2 (s) | h11/2 (cm1/2) Teórico | h11/2 (cm1/2) Experimental | Diferença (cm1/2)* | |
0.25 | 12.52 | 3.90 | 3.61 | 0.29 | |
27.09 | 4.75 | 4.12 | 0.63 | ||
39.47 | 5.48 | 4.58 | 0.90 | ||
51.38 | 6.18 | 5.00 | 1.18 | ||
62.25 | 6.82 | 5.39 | 1.44 | ||
Diferença média = | 0.89 | ||||
Para r = 0,30 cm | |||||
r (cm) | Δt2 (s) | h11/2 (cm1/2) Teórico | h11/2 (cm1/2) Experimental | Diferença (cm1/2)* | |
0.30 | 8.06 | 3.84 | 3.61 | 0.24 | |
17.92 | 4.68 | 4.12 | 0.56 | ||
26.71 | 5.42 | 4.58 | 0.84 | ||
34.48 | 6.08 | 5.00 | 1.08 | ||
42.30 | 6.74 | 5.39 | 1.36 | ||
Diferença média = | 0.81 |
Para r = 0,35 cm | ||||
r (cm) | Δt2 (s) | h11/2 (cm1/2) Teórico | h11/2 (cm1/2) Experimental | Diferença (cm1/2)* |
0.35 | 4.55 | 3.69 | 3.61 | 0.08 |
10.14 | 4.33 | 4.12 | 0.21 | |
14.92 | 4.88 | 4.58 | 0.30 | |
19.54 | 5.41 | 5.00 | 0.41 | |
23.55 | 5.87 | 5.39 | 0.49 | |
Diferença média= | 0.30 |
∑ | ||||||
log[m(L2+3R2)]= xi | -2,51756 | -2,32901 | -1,99482 | -1,94233 | -1,62746 | -10,41118 |
log(T2)= yi | -1,0903 | -0,8874 | -0,7432 | -0,7535 | -0,7851 | -4,25952 |
xi.yi | 2,74492 | 2,06675 | 1,48259 | 1,46355 | 7,75782 | 15,51563 |
xi² | 6,338084 | 5,424299 | 3,979305 | 3,772661 | 19,514349 | 39,02870 |
Utilizando o método dos mínimos quadrados para o ajuste da reta que melhor descreve os pontos, temos: T² = c m(L2+3R2)d.
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