Resistor hmico e no hmico

Curso de Fsica Laboratrio de Fluidos

Princpio de Arquimedes e DensimetriaAlryan Chaves de Sousamat: UC13100962

Bruna Sthefane Lucena Portomat: UC13100301

Guilherme Dornelas de Souzamat: UC13100285

Giovanna do Prado Boechatmat: UC13100309

Las de Almeida Dantas Vieiramat: UC13100306

Fenmenos de Transporte, Edson Bencio de Carvalho Jnior25 de agosto de 2014Resumo: Neste experimento, tm-se como objetivos estudar conceitos relacionados ao Princpio de Arquimedes e densimetria. E, atravs de suas aplicaes, determinar a densidade ou massa aparente e o empuxo sobre os corpos utilizados no experimento.

Introduo

Um corpo inteiro ou parcialmente submerso em um fludo sofre uma fora de sentido ascensional, de baixo para cima, chamada de empuxo (E), no qual o mdulo igual ao peso (W) do fludo deslocado pelo corpo.

Quando um corpo est totalmente submerso num lquido, o empuxo (E) faz com que a medida encontrada no dinammetro do peso do corpo seja menor do que o peso do corpo medido fora do lquido. A medida do peso do corpo quando imerso no lquido chamada de peso aparente (Wap).

Assumindo que:

Wap = peso aparente (peso que o corpo aparenta ter mergulhado no fludo);

E = empuxo (fora vertical de baixo para cima);

W = peso (m x g);

E sabendo que o peso aparente (Wap) uma fora resultante da ao do empuxo sobre um corpo, pode-se concluir que:

Wap = W - E E = W - Wap

Tomando a figura 01 como referncia e utilizando a equao acima, o empuxo (E) calculado de maneira simples e rpida.

FIGURA 01

E = W - Wap

E= 5 - 4,6

E = 0,4N

Porm, existem outras maneiras de calcular o empuxo (E). Com base na afirmao que (E) possui mesmo mdulo que o peso do fludo deslocado pelo corpo, temos que:

E = Wlq.deslocadoE = mlq. x g mlq. = lq. x Vlq.E = lq. x Vlq. x g

E = lq. x g x V*

* V: volume do objeto, isso porque o volume do corpo totalmente imerso igual ao volume deslocado do fludo.

O peso aparente (Wap) tambm pode ser encontrado relacionando a primeira equao apresentada: Wap = W - E com a de massa especfica: = . Logo:

Wap = W - E

Wap = mobjeto x g - lq. x g x V

Wap = mobjeto x g - lq. x g x Wap = mobjeto x g x

Os experimentos realizados no laboratrio de fsica da Universidade Catlica de Braslia (UCB), que neste relatrio sero apresentados, foram feitos com intuito de analizarmos os conceitos presentes no Princpio de Arquimedes (peso real, peso aparente, empuxo, massa especfica) aqui mostrados.

Procedimento / Resultados

Figura 1 Figura 2Parte 1: Princpio de Arquimedes

Foi utilizado na experincia um dinammetro para a medida das foras. Foi, ento, ajustado o zero do dinammetro na vertical com a massa m ainda no colocada. Deste modo x0 = 0 na Eq. 3. Retirou-se lentamente o cilindro de nilon grande do interior do cilindro de plstico e observado o ocorrido, descrito a seguir:

A ao da fora peso e sua relao com o volume que cabe no cilindro de plstico igual o volume do cilindro de nilon.Na sequncia, foi feita a montagem conforme a figura 1.

Quando o cilindro de nilon imerso em gua conforme a figura 2, a leitura do dinammetro demonstra o peso aparente do objeto. Foram encontrados os seguintes valores:W (peso) = 0,75 N;Wap (peso aparente) = 0,35 N

E = W- Wap

E = 0,75 0,35

E (empuxo) = 0,4 N

Com a seringa, foi recolhida a gua do Becker e o cilindro de plstico foi cheio at o topo. Durante a leitura do dinammetro foram observados os seguintes eventos: ao encher o cilindro de plstico at o topo, o dinammetro volta a marcar 0,75 N, que o mesmo valor do peso (W). Isso significa que o peso do fluido deslocado (empuxo) tem o mesmo valor do peso (W).

Parte 2: Densimetria

Foram colocados os cilindros, dos quais queria se determinar a massa especfica e estes foram suspensos no dinammetro. Os valores de x1 foram transcritos na tabela 1.

Os componentes do experimento foram ajustados para que a massa ficasse submersa na gua, como na figura 2. Foram observadas e anotadas as novas leituras do dinammetro como x2 na tabela 1. Atravs da equao 3, foi determinado o valor da massa especfica do corpo.

Determinou-se a massa de cada cilindro utilizado no item anterior e estes valores foram devidamente anotados na tabela 2.

Foi, ento, determinado o volume do cilindro pequeno utilizando o paqumetro para medir suas dimenses, presentes na tabela 2.

A partir da definio para a massa especfica de um corpo (m/V) calculou-se a massa especfica para cada material. Estes dados esto presentes na tabela 2.Tabela 1 : Mtodo 1 Tabela 2: Mtodo 2Materialx1x2(x1 x2 )Cm(g)3V(cm )C

Lato1,901,700,209,51950,01711,47

Alumnio0,400,250,151,640,10,0104,01

Cobre2,402,200,2012251,30,02211,42

Anlise dos Resultados

As principais fontes de erros nos resultados obtidos no experimento foram devido a leitura do dinammetro, pois pode ocorrer certas diferenas nos resultados obtidos. Alm disso, o uso de dinammetros diferentes para a anlise do cilindro pode ter causado uma distoro nos clculos finais.

No dois mtodos apresentados na tabela, foram comparados o erro percentual dos materiais, sendo eles o lato, alumnio e cobre. O primeiro material o lato que comparado com os outros, foi o que obteve o menor erro percentual, chegando assim em um dado satisfatrio. O mtodo 1 do lato foi 9.5 e seu erro percentual 10.46, ficando perto do seu valor real, j no mtodo 2 o valor obtido na anlise foi 11.47 e seu erro percentual 33.37. O segundo material apresentado foi o alumnio, que comparado com os outros materiais, apresentou o maior erro percentual. No primeiro mtodo apresentou 1.6 na sua anlise, e seu erro percentual sendo o maior foi de 40.47,j no mtodo 2 foi de 4.01 e seu erro percentual 48.51. O terceiro e ltimo material do experimento foi o cobre, que dentre as trs anlises feitas, no teve a maior e nem a menor margem de erro. No mtodo 1 sua anlise foi de 12 e seu erro percentual 33.92, j no mtodo 2 sua anlise foi de 11.42 e seu erro percentual 27.45.

Comparando os trs materiais, o mais preciso de acordo com os erros percentuais foi o lato, pois sua margem de erro foi menor que os outros. E no geral, o mtodo mais preciso foi o primeiro, pois teve menor erro percentual que o segundo mtodo.Tabela 3: Valores Tabelados

Material(g/cm3) 20oC e 1 atm.

Alumnio2,70

Chumbo11,35

Cobre8,96

Ferro7,87

Prata10,49

Tabela 4: Erros PercentuaisMaterial p tabelado

( A )p mtodo 1

( B )Erro Percentual

|A-B|*100/A mtodo 2

( C )Erro Percentual

|A-C|*100/A

Lato8,609,510,4611,4733,37

Alumnio2,701,640,744,0148,51

Cobre8,961233,9211,4227,45

Concluso

A partir da realizao desses experimentos, foi entendido de forma prtica o significado da definio de empuxo - que uma fora vertical de baixo para cima e ele equivale ao mdulo do peso referente ao lquido deslocado pelo corpo; quando se pesou o cilidro de nilon sozinho dentro da gua, e quando colocou a gua no tubo de plstico (que tinha o mesmo volume do cilindro de nilon).

Como tambm, deu-se o entendimento da massa especfica que normalmente as pessoas s olham na tabela e no entendem o porque daquele valor constante, e como ele calculado. O mais interessante saber que essas formulas podem ser entendidas, pelas prticas laboratoriais e que a gua uma das ferramentas principais que auxilia o procedimento, pois utilizam de sua massa especfica (o fludo utilizado nesse experimento), j que essa universalmente conhecida.Outra observao interessante tambm foi dos dados obtidos pelos instrumentos; ou seja, nunca confiar na leitura da ferramenta utilizada (mesmo estando calibrada), porque nesses dados h sempre um desvio padro, uma margem de erro, tanto que existem formlas para o clculo dessa margem. Possibilitando uma anlise mais coerente e evitando problemas futuros caso se utilize de dados obtidos por experimentos dessa mesma natureza.Bibliografia

Princpio de Arquimedes e Densimetria 5/5