Relatório Fisica Experimental

Data: 16.03.2015

Título da Experiência: Determinação de densidades

Autores: Alessandra Betina Parckert, Amanda Christmann da Rosa, Débora Luana Kurz e Luana Voese Schlesener.

1 Introdução/Fundamentação teórica

Para identificar um certo material, há uma diversidade de recursos que podem ser utilizados e um deles é a determinação da densidade, que é uma propriedade específica de cada material e pode ser simbolizada pela letra grega ρ. Ela expressa a razão entre a massa de um material e o volume (varia com a temperatura e pressão) por ele ocupado. Essa grandeza é calculada da seguinte forma (FOGAÇA, 2009):

[pic 1] 

Onde ρ, representa a densidade, m e v, a massa e volume, respectivamente. Em função disto, a densidade “é inversamente proporcional ao volume, isto significa que, quanto menor o volume ocupado por determinada massa maior será a densidade” (FOGAÇA, 2009). Sua unidade no Sistema Internacional de Unidades (SI) é expressa em quilogramas por metro cúbico (Kg/m3), entretanto também pode ser expressa em gramas por centímetro cúbico (g/cm3) ou gramas por mililitro (g/mL) (HALLIDAY, RESNICK e WALKER, 2009).

O experimento a seguir descreve uma técnica para a determinação da densidade, em que será realizada a medida das dimensões, massa, de cada cilindro e a efetuação do cálculo da densidade, que por meio desta propriedade, descobrir e identificar, o material de que se constitui o objeto.

2 Objetivo geral

Determinar a densidade de alguns cilindros metálicos, identificar o material que os constituem.

3 Equipamentos

• Três blocos de determinado material;
• Balança;
• Paquímetro analógico;
• Cilindro de metal com um furo e uma cavidade menor.

4 Procedimento experimental

Inicialmente realizou-se a medida das dimensões (diâmetro, raio, altura) dos três cilindros, que apresentavam tamanhos variados, com o auxílio de um paquímetro. Com os valores anotados, pode-se calcular a área dos cilindros, para encontrar o volume destes.

Então com uma balança efetuou-se a medida das massas dos sólidos. Com o valores anotados (massa, volume), pode-se efetuar o cálculo da densidade de cada cilindro, em gramas por centímetro cúbico e quilogramas por metro cúbico. Encontrado o valor da densidade, pode-se descobrir qual o metal que se estava trabalhando, com o auxílio de uma tabela de densidade, comparando os valores encontrados com os tabelados.

Em relação ao quarto cilindro, de metal, com uma cavidade no centro, procedeu-se da mesma forma, foram medidas todas as suas dimensões, inclusive a das cavidades, para descontá-las na determinação do volume, medindo também sua massa e por fim efetuando o cálculo para descobrir sua densidade.

5. Dados experimentais e Análise

Para os quatro blocos realizou-se as medidas do raio(r), diâmetro(d) e altura(h) de cada, com a utilização de um paquímetro, a massa (m) foi aferida com auxilio de uma balança analítica. Com os valores encontrados realizou-se o cálculo da área da base- A de cada cilindro usando-se a equação 1 e o cálculo do volume- v, para encontrar a densidade- ρ através das equações 2 e 3, respectivamente.

                                      [pic 2]                                                   (1)

                                      [pic 3]                                                     (2)

                                   [pic 4]                                                       (3)

Na Tabela 1 estão representados os valores, dos cálculos da área da base e do volume a partir das dimensões encontradas de cada cilindro.

Tabela 1 – Relação das dimensões

Material	Dimensões (diâmetro/altura/raio)	Área da base (cm² e m²)	Volume (cm³ e m³)
Bloco 1	2,11 / 2,5/ 1,055	3,49 /3,49x10-4	8,725
Bloco 2	2,11 / 5/ 1055	3,49 /3,49x10-4	17,45
Bloco 3	3,40 / 4,19/ 1,7	9,07 /9,07x10-4	38,00

Na Tabela 2 apresentam-se os resultados da relação de massa, volume e densidade.

Tabela 2 – Relação de massa, volume e densidade.

Material	Massa(g)	Massa (Kg)	Volume (cm³)	Volume (m³)	ρ (g/cm3)	ρ( kg/ m3)
Bloco 1	23,45	0,02345	8,725	8,725x10-6	2,687	2687
Bloco 2	47,40	0,0474	17,45	17,45x10-6	2,716	2716
Bloco 3	100,66	0,10066	38,00	38x10-6	2,648	2648
Bloco 4	646,64	0,64664	82,64	82,64x10-6	7,825	7825

Calculou-se a média dos três blocos em gramas por centímetros cúbico, obtendo o valor de 2,68 g/cm3, e a média em quilogramas por metro cúbico, onde multiplicou-se o valor adquirido da média anterior, por 1000, obtendo então o valor de 2680 kg/m3. Com base em uma tabela de densidade pode-se concluir que os cilindros são de alumínio, pois este possui uma densidade de 2,70 g/cm3. O valor encontrado é muito próximo do tabelado, como é um processo experimental, toda medida pode estar sujeita a erros, como exemplo, a balança pode se desestabilizar facilmente, alterando a massa do objeto.