A aula 20 da disciplina de Instrumentação em Ciência da Natureza e suas Tecnologias I( Instrumentação I) será sobre como medir a densidade de um solido usando o princípio de Arquimedes e o Empuxo, ministrada pelo professor Rafael Rodrigues, nesta sexta-feira, 21. Sendo que está sendo disponível com um pouco de antecedência do horário da aula.
Arquimedes viveu em uma colônia Grega, em Siracusa, em Sicília, na Itália. Ele inventou a alavanca. Quando foi desafiado pelo rei de Cicília, para saber se a sua corroa era de ouro ou falsa. Arquimedes ao tomar banho em uma banheira de um banheiro público, encontrou a solução de medir a densidade da coroa do Rei e saiu gritando nas ruas sem roupa Eureka(encontrei).
Princípio de Arquimedes
O empuxo, a força exercida em todo corpo total ou parcialmente submerso em um líquido, é igual ao peso do líquido deslocado(Pdd=mg).
E=Pd=mdg=𝞺dVd g
Com 𝞺d a densidade do líquido deslocado, Vd o volume do líquido deslocado e a aceleração da gravidade local, no SI, g=9,8m/s². Agora iremos propor uma experiência para medir a densidade de um sólido usando o princípio de Arquimedes. Nesta aula, no final desta postagem, no projeto VII, iremos propor uma experiência para medir a densidade de um sólido usando o princípio de Arquimedes.
Turma de instrumentação I do período 2017.1.
A densidade do mercúrio(Hg) é 13,6 vezes maior do que a densidade da água. Por isso se usa Hg para medir a pressão local, quem mediu pela primeira vez foi Torricelli, o discípulo de Galileu: 1atm=76cmHg=760mmHg, com atm sendo a abreviatura de pressão da atmosfera Terrestre. Note que até Galileu ainda não era conhecido uma técnica de medir a pressão.
Empuxo e o Dinamômetro
Vimos o princípio da vazão de fluido, para determinar a aceleração da gravidade.
Agora, veremos como utilizar o princípio de Arquimedes para medir a densidade de um sólido.
Instrumentação I -UAE-CES-UFCG
PROJETO 10: ESTÁTICA DOS FLUIDOS: PRINCÍPIOS DE ARQUIMEDES
Professor: Rafael de Lima Rodrigues PERÍODO 2024.2
Aluno(a): _____________________________________________
Boa Sorte!
Em todas as situações abaixo analisar e mencionar as forças envolvidas. Escrever os materiais utilizados, o procedimento experimental e as equações do fenômeno.
1) Parte I.
i) Determinar o volume de um sólido, medindo suas dimensões.
ii) Como você faria uma experiência utilizando um sólido para verificar o princípio de Arquimedes?
iii) Realizar a experiência utilizando o sólido do item i.
2) Parte II.
i) Encontrar um processo experimental para medir a densidade ρ = m/V, onde m é a massa e V é o volume, assumindo que o princípio de Arquimedes seja verdadeiro.
ii) Utilizar este item i, para medir a densidade de um sólido. Deduzir o erro relativo do experimento, comentar e identificar as possíveis causas.
3) Parte III.
i) Colocar pesos dentro de uma lata (cilíndrica). Analisar como ela vai flutuar, quando estiver dentro d’água. Qual será a altura h da parte mergulhada?
ii) Experiência: Colocar a lata dentro d’água e verificar a exatidão da previsão feita.
Comentar.
Densidade de alguns materiais
Ferro: ρ = 7, 59 g/cm3 ; Latão: ρ = 8, 22 g/cm3 ; Alumínio: ρ = 2, 70 g/cm3 e Água: ρ = 1, 00 g/cm3 .
Princípio de Arquimedes.
Um corpo total ou parcialmente submerso em um fluido sofrerá uma força de baixo para cima, o empuxo, E, que corresponde ao peso do volume do fluido deslocado, ou seja, |E | = |P| = mg = ρV g, onde V é o volume do líquido deslocado, m ´e a massa e ρ ´e a densidade e g a gravidade.
Considere que a aceleração da gravidade local, próxima da superfície da Terra é dada por g = 976cm/s2 .
No vídeo desta aula vimos um kit feito com materiais de baixo custo, para verificar o princípio de Arquimedes, na Disciplina de Instrumentação da UFCG, campus Cuité, no período 2017.1, turno tarde, ministrada pela professor Rafael Rodrigues.
Experimentos Propostos
1) Aceleração experimental no MRUV, usando um trilho de cortina ou um carrinho ou uma linha esticada
2) Lançamento horizontal, usando uma calha de madeira ou de borracha(mangueira)
3) Leis de Newton, usando um carrinho e polia
4) Força de Atrito, dois pedaços de madeira
5) Medir a aceleração da Gravidade usando o pêndulo simples
6) Período do oscilador massa-mola
7) Ondas-Frequência de um vibrador(pode ser um diapasão)
8) Período do Pêndulo de Torção
9) Medir a aceleração da Gravidade usando escoamento de líquido
10) Medir a densidade de um sólido usando o princípio de Arquimedes.
11) Física Térmica. Verificar a lei de Boyle, será na proxima aula.
12) Construir uma máquina térmica.
Blog rafaelrag
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