Professor Rafael Rodrigues na sua sala 11, no ambiente de professores da UFCG campus Cuité, nesta quarta-feira, 17/12.
Na aula anterior vimos o Princípio de Arquimedes. Aqui nesta aula 16, iremos deduzí-lo.
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).
Na aula 15, vimos o conceito de Empuxo e o aparelho Dinamômetro.
A Hidrostática estuda o fluido em equilíbrio, significa que todas as quantidades deste Fluido estão em equilíbrio. Todo corpo total ou parcialmente dentro de um fluido(líquido e gás) sofre uma força de baixo para cima denominado de empuxo. As leis de Newton são aplicadas agora para a mecânica dos fluidos.
A pressão é uma grandeza escalar e definida como sendo a intensidade da força por unidade de área, ou seja,
P=F/A.
A força F é exercida pelo fluido sobre um sólido dentro dele.
Unidade no SI:
1 Pa(pascal)=1N/m2
Outras unidades úteis:
1atm=76cmHg=760mmHg=101325Pa=1,013 x 105N/ m2
A massa específica ou Densidade absoluta é a massa do sólido por unidade de volume,
𝛒=M/V
Unidade no SI: kg/m3
Princípio de Arquimedes. O empuxo exercido em um sólido colocado dentro de um fluido é igual ao peso do líquido deslocado.
Por que um navio flutua na água, mesmo sendo feito de Ferro? Por que uma cortiça flutua? Por que um pedaço de madeira flutua? Estas perguntas podemos responder aplicando o princípio de Arquimedes, para determinar a densidade de um sólido. Segue no final desta postagem uma atividade desta aplicação.
Lei de Stevin (1586), conhecida também como teorema de Stevin: da hidroginástica considerando um corpo em equilíbrio parcialmente dentro de um fluido. A pressão é a mesma em todas as direções e a uma altura h de profundidade será
P=P0+𝛒gh,
sendo P0 a pressão atmosférica, g a aceleração da gravidade e 𝛒 a densidade. Esta diferença de pressão P-P0 é exatamente a pressão manométrica.
Partindo da lei de Stevin podemos chegar a equação do princípio de Arquimedes.
Demonstração.
Multiplicando a lei de Steven pela área A e usando as equações da força F=PA e o volume V=Ah, obtemos:
E=F-F0=𝛒gV,
com E sendo o Empuxo, V o volume do líquido deslocado, a força exercida na parte superior do corpo é F0 . A força que atua na parte inferior do corpo é F, cuja diferença é exatamente o empuxo.
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 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.
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) Medir a densidade de um sólido usando o princípio de Arquimedes.
8) Medir a aceleração da Gravidade usando escoamento de líquido
9) Ondas-Frequência de um vibrador(pode ser um diapasão)
10) Período do Pêndulo de Torção
11) Física Térmica. Verificar a lei de Boyle.
12) Construir uma máquina térmica.
Aula 11-Lista V-Aplicações das leis de Newton, publicada no blog em Latex no dia 24-11-25. A versão em PDF foi enviada para o grupo de whatsapp.
Aula 15- Princípio de Arquimedes.
Blog rafaelrag
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