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SERVIO PBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAR CAMPUS UNIVERSITRIO DE TUCURU FACULDADE DE ENGENHARIA ELTRICA

ESTUDO E EQUILBRIO DOS FLUIDOS

ANDR BEZERRA DE ARAJO - 10134002618 ANDR FERRAIOLI NETO - 10134000518 DIORGE DE SOUZA LIMA - 10134000618 SAMARA PEREIRA DA SILVA 10134002318 VANESSA MENEZES RAMOS 10134000318

TUCURU PAR 2011

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SERVIO PBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAR CAMPUS UNIVERSITRIO DE TUCURU FACULDADE DE ENGENHARIA ELTRICA

ESTUDO E EQUILBRIO DOS FLUIDOS

Relatrio apresentado ao professor Vicente Ferrer como requisito de avaliao da disciplina de Laboratrio Bsico I.

TUCURU PAR 2011

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RESUMO

O experimento apresenta como principais objetivos determinar o empuxo em diferentes lquidos, medir a densidade de diferentes objetos em um mesmo lquido e determinar a presso exercida em determinada rea.

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LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1: Demonstrao de como deve ser montado o experimento .................................. 09 FIGURA 2: Demonstrao de como calcular a densidade de um objeto ................................ 11 FIGURA 3: Ocorre um deslocamento no lquido .................................................................... 11 FIGURA 4: Cilindros utilizados no experimento e clculos de densidades ........................... 11

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LISTAS DE TABELAS

TABELA 1: Utilizada para demonstrar o calculo de densidade: ............................................ 11

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SUMRIO

INTRODUO ........................................................................................................................ 07 OBJETIVOS ............................................................................................................................. 08 FUNDAMENTAO TERICA ........................................................................................... 09 LANAMENTO HORIZONTAL................................................................................ 10 EXPERINCIA 1: ESTUDO E EQUILBRIO DOS FLUIDOS ................................. 10 MATERIAIS ................................................................................................................. 10 MTODOS ................................................................................................................... 10 RESULTADO E DISCUSSES .................................................................................. 11 CONCLUSO .......................................................................................................................... 14 BIBLIOGRAFIA ...................................................................................................................... 15

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INTRODUO

Este experimento tem como principal objetivo demonstrar as densidades dos diversos objetos utilizados no experimento, assim como calcular o empuxo e compreender o seu principio e suas aplicaes. Entender porque a diferena de presso na parte superior para a parte inferior de um objeto dentro de um fluido e o porqu do peso aparente quando imergimos um corpo na gua.

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OBJETIVOS

Como calcular a densidade de um objeto, entender e compreender os fundamentos do empuxo e o porqu de ser uma fora, entender tambm o porqu da diminuio aparente de nossas massas ao entrarmos na gua. A determinao de presso em diferentes partes de um objeto imerso em um fluido.

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FUNDAMENTAO TERICA

Os fluidos so substncias que podemos fazer fluir pela aplicao apropriadas de foras. Os fluidos podem ser classificados em lquidos e gases. simplesmente a densidade unidade de volume. A massa especfica ou

de um fluido homogneo definida como sendo a massa pr

m . V

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Dependendo do fluido a densidade pode ser constante ou no, no caso de constantes so chamados de incompressvel e de no constantes, compressveis. Para a mudana de densidade dependem de vrios fatores, como temperatura e presso. Qualquer objeto dentro de um fluido exerce uma presso no fundo do recipiente, independente do seu tamanho. Para calcular somente a presso que exercida do objeto sobre o recipiente que definida como a fora pela rea, ou seja:P dF . dS

(2)

O clculo da presso nas bases do cilindro, tanto na parte inferior como na parte superior da seguinte forma: P Atm gh .

P

Total

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Para calcular o empuxo dentro da gua faz-se da seguinte forma:E V .

(4)

Onde o peso do lquido deslocado e V o volume do lquido deslocado.

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EXPERINCIA 1: ESTUDO E EQUILBRIO DOS FLUIDOS

MATERIAIS 01 Trip universal 01 Empuxmetro 01 Dinammetro 01 Corpo cilndrico (3 pesos diferentes) gua 01 Seringa 01 Bureta 01 Cpsula de cilindro 02 Beckers 01 Balana de preciso Fio de nylon com anzol

MTODOS Pendurou-se o fio de nylon na parte inferior da cpsula de cilindro e ambos em um dinammetro, logo aps iniciou-se a pesagem do corpo fora e depois dentro do lquido contido no becker. Logo aps retirou-se com uma seringa a gua de dentro do becker a adicionou at encher a cpsula de cilindro, tornou-se a medir todas as foras exercidas. Ao imergir cada peso dentro do lquido observou-se a variao no nvel da gua, podendo assim calcular sua densidade, isso tendo em mos os valores da massa de cada corpo cilndrico. O sistema ficou montada da seguinte forma:

FIGURA 1: Demonstrao de como deve ser montado o experimento.

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RESULTADOS E DISCUSSES Com o sistema montado a fora exercida pelo corpo cilndrico de 0.9 N. Ao imergir o cilindro totalmente na gua encontra-se um valor de 0.52 N, ou seja, se o cilindro estiver imerso no lquido haver uma diminuio do seu peso. Isso se d pelo empuxo, onde o peso real do objeto imerso o peso observado mais o empuxo. O mdulo da fora que provocou a aparente diminuio sofrida pelo peso do corpo de 0.38 N, ao subtrair da fora do corpo fora da gua com a de dentro da gua o mdulo ser:

O empuxo sofrido se d de baixo para cima, por isso a medida observada no dinammetro de d menor do que se o objeto estivesse fora da gua. No caso de submergir o cilindro pela metade o valor do empuxo ser de 0.72 N, esse ser o peso aparente, ou seja, ir aumentar o valor quanto mais fora da gua ele estiver. O empuxo ter que ser uma fora, pelo motivo de manter direo, mdulo e sentido. A expresso peso aparente foi usada pelo fato de ocorrer uma diminuio da fora ao imergir o cilindro na gua. A massa do objeto imerso continua o mesmo, porm o valor observado ser menor pelo fato do empuxo ser uma fora contrria ao peso. Ao deixar o cilindro submerso, o peso da gua deslocada de 0.38N, ao comparar com o empuxo, pode-se perceber que o empuxo ser o mesmo.

Como

m * V m V E P m * g *VL

L

L

L

L

L

L

L

L

L

* g.

L

* g , logo: E V .

Obtendo o peso de cada cilindro, pode-se calcular a densidade. Ao imergir cada objeto dentro do lquido observa que h um deslocamento do nvel da gua, se dividir a massa pela variao do volume obtm-se a densidade de cada objeto, como pode ser observado pela imagem abaixo:

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FIGURA 2: Demonstrao de como calcular a densidade de um objeto.

FIGURA 3: Ocorre um deslocamento no lquido.

Esses foram os cilindros utilizados que apresentam as seguintes densidades:

FIGURA 4: Cilindros utilizados no experimento e clculos de densidades.

OBJETO ULTILIZADO Cilindro maior Cilindro menor Cilindro de ao

MASSA DO OBJETO

VARIAO DO VOLUME

DENSIDADE

42.71g 15.60g 92.74g

12 mL 12 mL 44 mL

7.728 1.300 0.971

TABELA 1: Utilizada para demonstrar o calculo de densidade.

Dependendo da temperatura que o lquido se encontra a densidade pode sofrer uma variao, pode-se tirar como exemplo a gua, se a sua densidade mantivesse constante, no

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teria a vaporizao da gua, ou seja, ao aquec-la, a partir de certa temperatura ela diminui a densidade e comea a entrar no estado gasoso. O clculo da presso nas bases do cilindro, tanto na inferior como na superior foram feitos da seguinte forma.

Obs: O cilindro foi imerso a uma profundidade em que sua base superior alcanou 5 mm abaixo da superfcie. As desigualdades desses resultados se do pela diferena de profundidade, pelo fato da distancia da superfcie entre a base superior e inferior do cilindro. A presso pelo seu peso sobre o cho se d pela fora exercida sobre a rea de uma circunferncia, pode-se ser calculado j que apresenta um dimetro de 22 mm. Calcula-se da seguinte forma:

Dessa forma pode-se analisar se fosse necessrio atravessar um terreno lamacento, a melhor forma seria com algo que tivesse uma grande rea, pois com uma rea maior, a presso ser menor, logo o p no afundar. Essa experincia muito utilizada, por exemplo, na Antrtida, onde so usados botas com rea maior, evitando que o p afunde. Assim, duas foras diferentes podero produzir presses iguais, pois se suas reas forem proporcionais as foras, quanto maior a rea maior ser a fora.

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CONCLUSO

Assim pode-se concluir que o peso aparente se da pelo equilbrio que o empuxo tenta manter com o corpo na gua, ou seja, quando o corpo est flutuando totalmente ou parcialmente sobre a superfcie de um lquido, seu peso aparente sempre menor que o peso real. O peso da gua deslocada por um objeto vai ser sempre igual ao valor do empuxo, para tentar mant-lo em equilbrio. A presso exercida em um corpo varia de acordo com a profundidade que o objeto se encontra, pois quanto mais profundo ele estiver, maior ser a presso exercida sobre a rea. Como a presso a fora exercida sobre uma determinada rea, a presso em reas diferentes sero iguais, e por isso que quanto maior a rea maior ser a fora e vice versa.

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BIBLIOGRAFIAHIDROSTTICA: PRESSO E EMPUXO. Disponvel em: Acesso em 04 de Abri 2011. PRINCIPIO DE ARQUIMEDES. Disponvel em: