Relatorio Fisica - Densidade

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO,

CIÊNCIA E TECNOLOGIA FLUMINENSE

CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA

CARLOS VITOR LOPES SANT’ANNA

DIOGO MOTA

DYLAN JONES ALVES DA SILVA MOTTA

POLYANA RESSIGUIER

FÍSICA EXPERIMENTAL II

DENSIDADE

RELATÓRIO 4

CAMPOS DOS GOYTACAZES

2016

Sumário

Sumário        2

Introdução        3

Fundamentação teórica        3

Procedimento Experimental        4

Experimento        5

Resultados        6

Conclusão        8

Bibliografia        8

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Introdução

A densidade é a razão da massa pelo volume de um corpo. Trata-se de uma propriedade física que permite a identificação de uma substância ou material.  

Foi o matemático Arquimedes, no século III a.C., que teria notado a questão da densidade. Ele ficou famoso por descobrir como determinar o volume de um corpo irregular, e teria feito isso durante um banho num tanque. Ao ficar completamente submergido, reparou que o nível da água subiu e concluiu que o volume de água do tanque deslocado para cima teria que equivaler ao volume do seu corpo. Assim, ao dividir a massa do corpo (em quilos) pelo volume da água deslocada, encontraria a densidade (massa volúmica) do corpo.

Tanto a massa como o volume são duas grandezas extensivas.  Isto significa que seu valor depende do tamanho do corpo. Por exemplo, um litro de água irá ter a massa e o volume bem menores que toda a água de uma piscina olímpica. Contudo, a razão entre estas duas propriedades extensivas, massa e volume, resulta em uma propriedade intensiva, ou seja, que independe do tamanho da amostra.  Considerando o mesmo exemplo da água, tanto a presente em um litro como a da piscina, nas mesmas condições de temperatura, terão densidades equivalentes. A unidade da densidade é composta por uma unidade de massa dividida por uma de volume.  De acordo com o Sistema Internacional (SI), a densidade é expressa em kg/m³.

Esse experimento tem como objetivo:

- Determinação das massas e volume de quatro corpos;

- Calcular a densidade de cada corpo;

- Permitir a aplicação da teoria da densidade em um experimento simples.

Fundamentação teórica

        A densidade absoluta é definida como a quantidade de massa em uma unidade de volume:

ρ = m/v

A densidade de um corpo pode ser medida de diversas formas. Por exemplo, em nosso experimento podíamos medir a densidade através de um paquímetro (Medindo-se seus parâmetros e determinando seu volume) ou através do deslocamento do volume de um líquido quando o objeto é imerso nesse líquido.

O Sistema Internacional de Unidades determina com unidade de medida para a densidade o quilograma por metro cúbico (kg/m³). Porém, é mais comumente expressa em unidades de gramas por centímetro cúbico (g/cm³) ou em gramas por mililitro (g/mL). Essa densidade dita “comum” é chamada de densidade absoluta. A densidade absoluta é uma propriedade específica, isto é, cada substância pura tem uma densidade própria, que a identifica e a diferencia das outras substâncias.

Portanto, para a medição de qualquer densidade é necessária às informações de suas respectivas massas e volumes. A massa de um objeto é facilmente medida com uma balança; o volume de um objeto regular pode ser calculado medindo-se e multiplicando suas dimensões. Quando o objeto é irregular, sendo assim, difícil de saber seu volume exato, podemos fazer isso facilmente imergindo esse objeto em um recipiente com um líquido. O volume de um objeto irregular pode ser determinado pelo aumento aparente no volume de um líquido onde ele é mergulhado. Sendo assim:

Volume do líquido deslocado = Volume do objeto

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Figura 1. Representação da medição do volume do objeto

Além disso, também temos a densidade relativa. A densidade relativa de um material é a relação entre a sua densidade absoluta e a densidade absoluta de uma substância. No cálculo da densidade relativa dos sólidos e líquidos, o padrão normalmente escolhido é a densidade absoluta da água, que é igual a 1,000 g/cm³.

Procedimento Experimental

Materiais utilizados no experimento:

• Quatro massas de densidade desconhecida e quantidade de matéria desconhecida;
• Um paquímetro;
• Uma linha, similar a linha de soltar pipa;
• Um Becker de 250mL;
• Uma proveta graduada de 250mL.

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Figura 1. Pesos.

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Figura 2. Materiais utilizados

Experimento

Iniciamos o experimento a fim de determinar, a partir do volume e da massa de um corpo, sua densidade. Nesse sentido, partimos de duas propriedades extensivas, cujas dimensões do corpo influenciam o valor da grandeza dimensionada e medida, influindo na propriedade analisada, e calculamos, a partir da divisão e da razão entre ambas as propriedades, massa e volume, uma propriedade intensiva, a densidade, na qual as dimensões do corpo não alteram e influenciam a propriedade, e o seu valor.

Sendo assim, com os materiais dispostos sobre a bancada do laboratório, podemos escolher entre dois métodos distintos, a fim de determinar a densidade de cada massa. Um método consistia em calcular a densidade medindo a massa do corpo e obtendo o volume, a partir da mensuração das dimensões do corpo com o auxílio do paquímetro e utilização de fórmulas matemáticas para determinar o volume de cilindros e de pirâmides.

Já o outro método consistia em inserir o corpo em um recipiente com um volume definido de água, tal que o volume de água fosse capaz de encobrir todo o objeto, ou seja, ficasse completamente imerso, e após inserir, medir o volume final e obter, a partir do volume deslocado pelo corpo, o volume do objeto, uma vez que a água e o corpo não podem ocupar o mesmo lugar no espaço. Como as massas utilizadas o experimento eram irregulares e não possuíam dimensões bem definidas, optamos por utilizar o segundo método, visto que era mais prático.