Relatório Fluidos

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[pic 21][pic 22]

Se e então:[pic 23][pic 24][pic 25]

(3)[pic 26]

Onde é o volume do fluido deslocado pelo objeto. Como o produto é igual a massa deslocada do fluido, então:[pic 27][pic 28]

(4)[pic 29]

“A magnitude da força de empuxo sobre um objeto é sempre igual ao peso do fluido deslocado pelo objeto”. Esta afirmação é conhecida como Princípio de Arquimedes.

O efeito do empuxo também faz com que o objeto mergulhado na água pareça pesar menos do que fora dela. Esse “menor peso” é chamado de peso aparente, definido como o peso do objeto menos o empuxo, ou seja, menos o peso do mesmo volume em água.

[pic 30]

[pic 31]

Substituindo as massas pela relação (densidade . volume), pode-se determinar a densidade de um material por meio do seu peso aparente:

[pic 32]

Como o volume do objeto é igual ao volume de água deslocado.

(5)[pic 33]

A partir dessa expressão podemos perceber que, se o objeto tem densidade maior do que a água, seu peso aparente será positivo, ou seja, ele afundará. Por outro lado, se a densidade do objeto for menor do que a da água, seu peso aparente será negativo e ele irá boiar.

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PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Materiais: Cilindro com um recipiente; suporte com uma haste; linha; dinamômetro; Becker e uma rocha.

1ª parte: Determinação do empuxo a partir da diferença de pressões nas faces de um cilindro

Mediu-se as dimensões do cilindro e encheu-se o Becker com água. O cilindro foi pendurado e mergulhado na água, após o cálculo da área da base. Determinou-se a pressão da face superior e inferior, calculou-se a diferença de pressão e força que age sobre o bloco para cima.

2ª parte: Determinação do volume e da densidade de um corpo de forma regular

Colocou-se a rocha irregular pendurada e mergulhada no Becker. Observou-se que a água se deslocou, e então calculou-se essa diferença de volume. Determinou-se a massa da rocha e posteriormente sua densidade. Preencheu-se a tabela.

3ª parte: Cálculo da densidade relativa através do empuxo

Ajustou-se o dinamômetro no zero. Pendurou-se o cilindro branco e verificou-se o seu peso no dinamômetro. Mergulhou-se o cilindro branco no copo de Becker com o dinamômetro e anotou-se o valor na tabela.

4ª parte: Princípio de Arquimedes

Observou-se que o volume do cilindro branco é exatamente igual ao volume interno do recipiente preto e determinou-se o peso do conjunto pelo dinamômetro. Mergulhou-se apenas o cilindro branco no Becker com água e anotou-se o resultado. Colocou-se água no recipiente preto e mediu-se a nova indicação no dinamômetro.

Resultados e Discussões:

Empuxo ( gf )

Volume ( )[pic 34]

Massa ( g )

Densidade

Material

17,53

17,53

42,72

2,44

Granito

Observou-se que o volume da parte imersa na água de um corpo qualquer (em ) é igual ao empuxo ( em gf). Com uma régua determinou-se a diferença da altura da água no Becker antes e depois de colocar a rocha, e então achou-se o volume deslocado em ml que é equivalente a . Após calcular a densidade do granito, comprovou-se que a densidade deu próxima ao valor tabelado e então comprovamos o principio de Arquimedes.[pic 35][pic 36]

Na 4ª parte possibilitou a verificação experimental do Princípio de Arquimedes .Verificou-se que o dinamômetro apresentava o mesmo resultado entre o peso do cilindro e o recipiente preto e o peso do recipiente preto com água. O peso do fluido de mesmo volume é equivalente a do cilindro.

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Hidrodinâmica

Uma vez que o movimento de fluidos reais é muito complexo e não completamente compreendido, nós fazemos algumas hipóteses simplificadoras em nossa abordagem. Em nosso modelo de simplificação de fluxo de fluido ideal, fazemos as quatro pressupostos seguintes:

1. O fluido é não viscoso. Em um fluido não viscoso, o atrito interno é negligenciada. Um objeto que se move através do fluido não experimenta nenhuma força viscosa;

2. O fluxo é constante. Em um fluxo constante (laminar), passando todas as partículas através de um ponto tem a mesma velocidade;

3. O fluido é incompressível. A densidade de um fluido incompressível é constante;

4. O fluxo é irrotacional. Em um fluxo irrotacional, o fluido não tem momento angular sobre qualquer ponto.

Considere o fluxo de fluido ideal através de um tubo de tamanho não uniforme, como ilustrado na Figura.

[pic 37][pic 38]

Consideremos que um fluido incompressível se move num tubo rígido, de seção variável. A massa de fluido que atravessa uma seção de área e comprimento no intervalo de tempo t , tem que, no mesmo intervalo de tempo t, atravessar a mesma quantidade de massa que atravessa a seção de área de comprimento . [pic 39][pic 40][pic 41][pic 42][pic 43]

[pic 47][pic 48][pic 44][pic 45][pic 46]

Se então: [pic 49]

[pic 50]

(6)[pic 51]

Essa é a equação da continuidade.

Vamos agora considerar o que acontece com a pressão em um fluido ideal, deslocando-se através de um tubo