Relatorio arquimedes 2

Princípio de Arquimedes e Densimetria

Danilo Carvalho de Moura             UC12004466

                                                 Paula Rios Paiva Kanno                 UC12002358

Sabrina Diniz Alves                        UC12003982

Vinícius dos Santos Miranda          UC12004016

                                                 Vinicius de Oliveira Souza             UC12011446

Fenômenos de Transporte, MSc. Thyago Fressatti Mangueira

28 de agosto de 2013

No dia 28 de Agosto de 2013 foi realizado no laboratório dois experimentos, com o objetivo de comprovar a validade do Princípio de Arquimedes e de conhecer a massa específica de três cilindros de materiais diferentes.  Primeiramente, com o uso de um dinamômetro, foi pesado um corpo cilindro oco de plástico. Depois, pendurado a esse cilindro, foi adicionado um corpo cilíndrico de náilon e novamente pesado. Esse último foi mergulhado em água e pesado. Com ajuda de uma seringa, foi retirada água do recipiente e foi colocado no interior oco do cilindro plástico, sendo novamente pesado. Com esses procedimentos, foi possível perceber que há a força de empuxo. Posteriormente, foram pesados os três cilindros. Além disso, foram medidos a suas respectivas massas, diâmetros e alturas. Depois cada um foi mergulhado em água e pesado novamente. A partir disso, foi possível determinar a massa específica desses cilindros por meio de duas equações diferentes. No entanto, os valores foram muito diferentes por causa da precisão dos instrumentos de medição utilizados.

Introdução

O embasamento principal do experimento girou em torno do Princípio de Arquimedes, em que consistia em analisar se esse princípio era realmente válido. Um dos objetivos foi reconhecer o comparecimento de uma força praticada pelo fluido sobre um corpo. Outro intuito foi estabelecer a massa específica de sólidos e líquidos. Segundo o Princípio de Arquimedes, qualquer corpo imerso parcialmente ou totalmente em um líquido sofre uma ação de um empuxo, sendo essa uma força vertical no sentido para cima. E essa força tem módulo igual ao peso do fluido deslocado.                                                        No laboratório nomearam-se os cilindros utilizados de acordo com a cor aparente, mas vale ressaltar que os materiais deles não são necessariamente fabricados da mesma liga metálica do nome que foi denominado.                                                                                                                Para reconhecer o comparecimento de uma força praticada pelo fluido sobre um corpo foi necessária, apenas, a análise dos dados obtidos durante o experimento. Para estabelecer a massa específica de sólidos e líquidos, primeiro foi necessário identificar o volume dos materiais usados, para isso utilizou-se a equação 1.1 (HALLIDAY, 2008):                                                                                                                                                                  [pic 1]                                                                  (1.1)

Mas como [pic 2] é definida como sendo a área de uma circunferência, temos (TIPLER, 2006):                                                                              [pic 3]                                                             (1.1.1)

Em que, [pic 4] é uma constante, d é o diâmetro da circunferência e H é a altura do corpo. A incerteza da equação anterior é dada a seguir, na equação 1.2:

                                          [pic 5]                                           (1.2)

Após o cálculo do volume e da incerteza, foi possível calcular a massa específica dos materiais usados durante o experimento. Na equação abaixo, calcula-se a massa específica, em que m é a massa e v o volume (HALLIDAY, 2008):                                    

                                                                    [pic 6]                                                              (1.3)

A incerteza da equação 1.3 é dada na equação a seguir:        

                                          [pic 7]                                             (1.4)

Para comparar a massa específica calculada na equação 1.3, usamos a equação 1.5 para encontrar a massa específica de algum corpo de forma geométrica qualquer. Abaixo, encontra-se a equação 1.5, em que P é o peso dos corpos usados, [pic 8] é o peso aparente e [pic 9] é a massa específica da água.

[pic 10]                                                                 (1.5)

Abaixo, tem-se a equação do cálculo de incerteza da equação 1.5:

                                                [pic 11]                                               (1.6)

Materiais

        Durante o experimento foi necessário o uso de alguns materiais. Abaixo, listam-se os materiais utilizados:

- 1 Béquer                                                                                                                                                                                - 1 Balança                                                                                                                                                                    - 1 Seringa                                                                                                                                                                    - 1 Dinamômetro de 10N                                                                                                                                                 - 3 corpos de massas cilíndricas diferentes                                                                                                                        - 1 Empuxômetro (1 cilindro de náilon + 1 cilindro oco de plástico)                                                                                    - 1 Balança de Jolly                                                                                                                                              - 1 Paquímetro                                                                                                                                                           - Água