Instituto Federal de Minas Gerais
Bacharelado em Engenharia Elétrica
Laboratório de mecânica II – Ulysses Rondina Duarte
Guilherme Eduardo Fonseca
Jordânia Cecília Silva Camilo
Paulo Henrique de Melo Silva
PRESSÃO, DENSIDADE E EMPUXO
PRÁTICA 03
Formiga
2019
1
Índice
❏ Objetivo;
❏ Introdução;
❏ Materiais;
❏ Metodologia;
❏ Resultados e discussões;
❏ Conclusão;
❏ Referências utilizadas.
Engenharia Elétrica
❏ Resumo;
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Resumo
Engenharia Elétrica
❏ Calcular dimensões,massa e a força peso do cilindro
(PVC).
❏ Mergulhar o cilindro em água doce e em água
salgada.
❏ Determinado o empuxo como 0,42 N em água doce e
0,44 N na salgada.
❏ E=dvg
(3)
❏ Água sem sal - (965,79 Kg/m³) - Concordância de
96,87% com a literatura.
❏ Água com sal - (1011,78 Kg/m³) - Concordância de
99,49% com a literatura.
3
Objetivos
❏ Verificação do empuxo;
❏ Determinar a densidade de um sólido através do
empuxo.
Engenharia Elétrica
❏ Verificar a ação da pressão atmosférica;
4
Introdução
5
❏ Densidade
D=m/v
(1)
Sendo D densidade, m massa e v volume.
E de acordo com o sistema internacional as unidades são:
● Densidade: g/cm³, kg/m³ ou g/ml;
● Massa: Kg;
● Volume: m³.
Engenharia Elétrica
❏ Hidrostática
Introdução
Engenharia Elétrica
❏ Pressão Hidrostática
P = Patm + d h g
(2)
Onde P é a pressão hidrostática, d a densidade do
líquido, h a altura do líquido no recipiente e g a
gravidade.
E de acordo com o sistema internacional as unidades
são:
● Pressão hidrostática: Pa;
● Pressão atmosférica: atm ou Pa;
● Densidade: g/cm³;
● Altura: m;
● Gravidade: m/s².
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Introdução
E=dvg
(3)
Onde E é a força empuxo, d a densidade do fluido, v o
volume do fluido e g a aceleração da gravidade.
E de acordo com o sistema internacional as unidades são:
● Empuxo: N;
● Densidade: kg/m³;
● Volume: m³
● Gravidade: m/s².
Engenharia Elétrica
❏ Empuxo
7
Introdução
8
Engenharia Elétrica
Onde T é a tração do
dinamômetro, E o empuxo
e P o peso. Sendo possível
escrever a equação:
|P|= |T|+|E|
Figura 1- Medição do peso com o dinamômetro.
Fonte: próprio autor.
(4)
Materiais
niveladoras;
❏ Cilindro;
❏ Dinamômetro de 2 N;
❏ Béquer de 250 ml;
❏ Água e água salgada;
❏ Balança de precisão.
Engenharia Elétrica
❏ Sistema de sustentação com tripé, haste e sapatas
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Metodologia
❏ Medir a massa na balança e calcular a força peso
(g=9,81m/s²).
❏ Medir o peso utilizando o dinamômetro.
❏ Concordância de 97,86%.
Engenharia Elétrica
❏ Medir as dimensões do Cilindro.
10
Metodologia
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de água doce.
❏ Obtida a medida do peso aparente.
❏ Possível calcular o empuxo.
❏ E=dvg
❏ É possível calcular a massa específica da água
❏ Repetir o procedimento com água salgada.
(3)
Engenharia Elétrica
❏ Mergulhar o cilindro preso ao dinamômetro no becker
Resultados e Discussões
❏ Altura = 7,2 cm;
❏ Diâmetro = 2,8 cm.
O volume do cilindro é 44,33cm³, fazendo a conversão
para m³ tem-se 4,433e-5 m³.
A massa do cilindro obtido com a balança é de 61,9 g,
fazendo a conversão para Kg tem-se 0,0619 Kg.
Engenharia Elétrica
Dimensões do cilindro obtidas com a régua:
12
Resultados e Discussões
de 0,607 N.
O peso do cilindro utilizando o dinamômetro é de
0,62 N.
Comparando esse valor com o de 0,607N, obtido
teoricamente pelo cálculo da força peso, tem-se uma
concordância de aproximadamente 97,86%.
Engenharia Elétrica
O peso calculado do cilindro utilizando g = 9,81 m/s² é
13
Resultados e Discussões
O peso do cilindro totalmente imerso na água, obtido
com o dinamômetro é de 0,20 N.
Observação: O módulo da força que provocou a
aparente diminuição do peso, pode ser facilmente
calculada utilizando a equação 4. Possui direção vertical,
aponta para cima e é conhecida como força de empuxo.
Engenharia Elétrica
● Procedimento dentro da água sem sal:
14
Resultados e Discussões
cilindro, quando totalmente submerso é de 0,42 N.
Utilizando a equação 3 e resolvendo para a densidade
da água, tem-se valor de 965,79 Kg/m³.
Engenharia Elétrica
Logo, utilizando a equação 4, o empuxo sofrido pelo
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Resultados e Discussões
O peso do cilindro totalmente imerso na água com sal,
obtido com o dinamômetro é de 0,18 N.
Utilizando a equação 3, o empuxo sofrido pelo cilindro,
quando totalmente submerso é de 0,44 N.
Utilizando a equação 4 e resolvendo para a densidade
da água salgada, tem-se valor de 1011,78 Kg/m³.
Engenharia Elétrica
● Procedimento dentro da água salgada:
16
Resultados e Discussões
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● Água sem sal - Comparando o valor da densidade
obtido experimentalmente (965,79 Kg/m³), com o valor
presente
na
literatura
(997
Kg/m³),
tem-se
concordância de aproximadamente 96,87%.
uma
Engenharia Elétrica
Comparação dos valores de densidade:
Resultados e Discussões
● Água salgada - Comparando o valor da densidade
obtido experimentalmente (1011,78 Kg/m³), com o
valor presente na literatura (1017 Kg/m³), tem-se uma
concordância de aproximadamente 99,49%.
Engenharia Elétrica
Comparação dos valores de densidade:
18
Resultados e Discussões
seu volume
(44,33 cm³), a densidade calculada tem o
valor de aproximadamente 1,396 g/cm³.
Esse valor, na literatura, corresponde a densidade do
policloreto de vinila (PVC).
Engenharia Elétrica
Utilizando a equação 1, a massa do cilindro (61,9 g) e
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Resultados e Discussões
● Medição do diâmetro do cilindro com a régua;
● Medição da massa e do peso do cilindro;
● Quantidade de sal na água.
Engenharia Elétrica
Possíveis erros:
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Conclusões
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água e densidade de um corpo sólido;
● Medições das dimensões, da massa e do peso do
cilindro;
● Concordância de 97,86% (para o peso), 96,87% (água
sem
sal),
99,49%
(água
salgada)
e
densidade
correspondente ao PVC;
● Verificação do empuxo, e determinação da densidade
de um fluido através do empuxo.
Engenharia Elétrica
● Ação da pressão atmosférica (empuxo),densidade da
Referências
em:
Engenharia Elétrica
[1]
Hidrostática
FÍSICA.
Disponível
https://www.todamateria.com.br/hidrostatica/
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Engenharia Elétrica
Obrigado!