Aula 19-23.2-disciplina de Instrumentação I. Aceleração da gravidade usando o escoamento de fluido , professor Rafael, nesta quarta, 17 de abril

 

Aceleração da gravidade, usando o escoamento e um fluido incompressível

Aula 19 da disciplina de Instrumentação I, baseada na aula  ministrada pelo Professor Rafael(RAE-UFCG), que aconteceu  direto do Quilombo Caiana dos Crioulos de Alagoa Grande, na aula 16 da disciplina de Introdução à Física do RAE-UFCG, no dia 26-11-2020.  

No final da aula anterior, analisamos o princípio de  Arquimedes, de 287 antes de Cisto(aC), na aula 19 desta quarta-feira, 17, deduziremos a equação fundamental da hidrostática, ilustraremos alguns aplicações do conceito de pressão e investigaremos o escoamento de líquido. Consideraremos um fluido incompressível(densidade constante ou massa específica constante) e sem viscosidade(sem atrito). 

Iniciaremos explicando como enconrar águas subterrâneas, para construir um poço artesiano.

O tema principal da aula de hoje será como medir a aceleração da gravidade, usando o escoamento de um fluido incompressível(densidade constante e sem viscosidade(atrito). A água entra em um recipiente por cima e sai por um orifício feito na lateral do recipiente. A área da base do  recipiente é A e a área do orifício cilíndrico é a, sendo que A>>a. Lembre-se que >> significa muito maior do que.

Veja mais

Experiência de Torricelli, discípulo de Galileu, para medir pela primeira vez a pressão. Até Galileu ainda não era conhecido uma técnica para medir a pressão. Torricelli utilizou um tubo de um metro cheio de mercúrio. No final da experiência, você entenderá porque ele não utilizou a água.

Torricelle usou um tubo cheio de Mercúrio e uma cuba contendo mercúrio também. Ele colocou o dedo na extremidade aberta do tubo e ao colocar na cuba, retirou o dedo. Uma parte do mercúrio passou para a cuba até atingir o equilíbrio eletrostático. Na parte superior fechada, ficou quase no vácuo. Resultando mercúrio somente em uma altura de h=76cm, medida da superfície do mercúrio na cuba. Portanto, a pressão atmosférica(P_atm=𝞺gh) devido a coluna de mercúrio dentro do tubo.

Com a densidade do mercúrio é muito alta, 𝞺=13,6 x 10^3kg/m^3(m^3 significa metro cúbico e 10^3 potência de dez a terceira.), bastou utilizar um tubo de 1m de altura. Se fosse a água seria necessário um tubo muito comprido, maior do que um girafa.    A densidade do mercúrio é 13,6 vezes maior do que a densidade da água.

Portanto, utilizando a altura e a aceleração da gravidade no SI: h=76cm=0,760m,  g=9,8m/s^2.

P_atm=𝞺gh=13,6 x 10^3x9,8x0,760=0,760Pa, ou 1atm=76cmHg=760mmHg. 

 Lembre-se que no SI, a unidade de pressão é Pascal(Pa), 1Pa=N/m^2. Um metro tem 10 centímetros.

Lei de Stevin(Século XVII). Teorema fundamental da hidrostática.

Trabalho Termodinâmico

Veja como foi a aula 13 sobre  o projeto de medir a aceleração da gravidade usando um pêndulo simples,

https://rafaelrag.blogspot.com/2024/03/aula-13-232-instrumentacao-i-medindo-o.html

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