Relatório Física 2: Densidade dos liquidos

Relatório Física 2: Densidade dos liquidos

Ministério da Educação Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Engenharia De Computação PR

RELATÓRIO EXPERIMENTAL DE FÍSICA I PRÁTICA 3

Acadêmicos:

André Lucas Silva

Luis Felipe Benedito Vagner Martinello

Professor: Sandro

1. INTRODUÇÃO

O Objetivo do experimento é, através, da força de empuxo desenvolvida por um líquido e pelo volume do líquido deslocado por um sólido, obtermos a densidade do líquido em estudo.

2. DESENVOLVIMENTO TEÓRICO

A partir do princípio de Arquimedes temos que, quando um corpo está parcialmente ou totalmente submerso em um fluido este aparenta possuir um peso menor do real, isso acontece devido a diferença de pressão entre os pontos do líquido qual o corpo esta submetido. [1]

A pressão do líquido acontece em toda superfície de contorno do corpo. Contudo, na parte superior do corpo a pressão é menor em relação a parte inferior:

Assim, quando calculamos a resultante da pressão no corpo encontramos a força de empuxo, vertical e direcionada para cima. [2]

O empuxo é igual ao peso do líquido deslocado, ou seja, é resultado do produto entre a massa do líquido deslocado e o modulo da força da gravidade no local: [3]

= .(Equação 01)

A densidade determina a quantidade de matéria constituinte em um determinado volume de um corpo, é obtida dividindo a massa do corpo pelo seu volume: [4]

=÷(Equação 02)

A densidade é também denominada massa específica, no sistema internacional, é expressa em Kg/m3 , porém na prática usa-se mais em g/cm3 .

Isolando a massa na equação 02, temos:

=(Equação 03)

A partir disso, substituindo a equação 03 na equação 01 encontramos a seguinte equação:

= (Equação 04)

Figura 1: intensidade da pressão na superfície do corpo.

Assim, podemos calcular a densidade de um líquido através da força de empuxo desenvolvida pelo líquido e o volume do liquido deslocado pelo corpo.

3. DESENVOLVIMENTO EXPERIMENTAL

3.1. Material utilizado

Duas provetas de 250 mL; Uma balança de braço; Água e glicerina; Dois sólidos de massas diferentes; Um tripé.

3.2. Descrição do experimento

Com o objetivo de calcular a densidade de um líquido colocamos primeiramente em uma proveta, 120 mL do líquido em estudo. Após isso, mergulhamos o sólido em 4 níveis de profundidade no líquido até que fosse imerso por inteiro, tomando cuidado para que o sólido não tocasse nas bordas da proveta. A cada nível coletávamos a massa e o volume do conjunto.

Realizamos o experimento quatro vezes, duas para cada líquido, porém em cada umas das duas utilizamos dois sólidos de massas diferentes.

3.3. Resultados obtidos

Coletamos os dados dos sólidos imersos na água conforme a descrição do experimento acima e usando a equação 01 calculamos E/g. Com os dados obtidos construímos as seguintes tabelas:

Assim como na água coletamos os dados e construímos as seguintes tabelas:

Tabela 1: dados do sólido I em relação a água. Tabela 2: dados do sólido I em relação a água.

A partir dos dados coletados construímos ainda um gráfico para cada sólido. Em cada gráfico incluímos os dados do sólido em dois momentos, quando eram mergulhados em água e quando eram mergulhados em glicerina para que fossem observados os coeficientes angulares formados pelo sólido quando submersos em cada um dos líquidos.

Assim quando o sólido I era mergulhado nos líquidos obtivemos o seguinte gráfico:

Para o sólido I, temos:

Água Glicerina Linear (Água) Linear (Glicerina)

Tabela 3: dados do sólido I em relação a glicerina. Tabela 4: dados do sólido I em relação a glicerina.

4. ANÁLISE DOS RESULTADOS E CONCLUSÃO

Analisando as tabelas, observamos que dividindo a variação da massa pela variação do volume encontramos a densidade do líquido. Esta densidade pode ainda ser descoberta através do coeficiente angulares das retas representadas em cada um dos gráficos acima.

Conforme mergulhamos o corpo no fluido verificamos que o volume de água deslocado é igual ao volume imerso do corpo, assim quanto mais profundo o corpo esta menor será a densidade do líquido.

Ao observar os coeficientes angulares em cada gráfico, temos que para a água com o sólido I a densidade encontrada foi 0,9823 g/cm3 e com o sólido I a densidade foi 0,9311 g/cm3 , ficando assim a densidade bem próximo do valor real que é aproximadamente 1,0 g/cm3 .

Para a glicerina, encontramos com o sólido I a densidade com o valor 1,211 g/cm3 e com o sólido I com o valor 1,1573 g/cm3 , assim como na água encontramos um valor bem próximo do real, cerca de 1,26 g/cm3 .

A partir da equação da reta, observamos que quanto maior for a variação do volume, menor será o coeficiente angular da reta, assim menor será a densidade do líquido em estudo.

5. REFERÊNCIAS

[1] SEARS, Francis Weston; ZEMANSKY, Mark Waldo; YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A. Física. 12.ed. Volume 2. São Paulo, SP: Pearson Addison Wesley, 2008.

[2] HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física. 8. ed. Volume 2. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2009.

Glicerina Linear (Água) Linear (Glicerina)

[3] http://www.cursodefisica.com.br/hidrostatica/07-pressao-densidadeempuxo-cefet.pdf

[4] http://www.alunosonline.com.br/quimica/diferenca-densidades/

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