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FSICA EXPERIMENTAL II Experimento 8 FEX2001

Experimento No8: PRESSO I!ROST"TICA

O#$eti%o&:Determinar a presso hidrosttica na gua como funo da profundidade.

Medir grandezas fsicas diretas, e calcular, a partir dessas medidas e de consideraes sobreas foras atuantes, o valor da massa especfica ou densidade de um corpo.

Comparar os resultados eperimentais com dados eistentes em tabelas.

Teori':!uando um corpo " total ou parcialmente mergulhado em fluido #l$uido ou gasoso%, ficasu&eito ' presso eercida pelo fluido sobre todos os pontos de sua superfcie $ue esto em contatocom o fluido.

( presso eercida pelo fluido sobre um determinado ponto imerso do corpo, depende daaltura da coluna de fluido $ue atua nesse ponto. )ortanto, a presso " maior nas partes do corpo $ueesto mais profundamente imersas. ( resultante das foras eercidas pelo fluido sobre todos ospontos imersos do corpo " dirigida verticalmente para cima, e " denominada empuxo. *sse fatoeperimental " conhecido comoprincpio de Arquimedes, e enunciado da seguinte maneira+

-odo corpo total ou parcialmente imerso em um fluido, recebe deste um empuo vertical,dirigido de baio para cima, de mdulo igual ao peso do volume de fluido deslocado pelocorpo/.

0sto significa $ue um corpo de volume ( totalmente imerso em fluido, recebe um empuo cu&aintensidade " dada por+

E=mg=fVg , #1.2%

onde m" a massa do fluido deslocado, )" a massa especfica #densidade absoluta ou densidade% do

fluido, e *" o valor local da acelerao da gravidade. 3e&a a figura #4.2% abaio.

Fi*+r' ,8-1.:Um corpo de volume 3,'.totalmente ou ,#.parcialmente imerso em um fluido de densidade , recebeum empuxo de intensidade igual ao peso do fluido deslocado, * 5 f3g.Note que, em ambos os casos, o corpo est emequilbrio, de modo que o empuxo igual ao peso do corpo#* 5 )%.

( densidade de um corpo " uma medida $ue s pode ser realizada indiretamente. 6necessrio medir a massa me o volume (do corpo para, aps o clculo do $uociente+

=m

V

, #1.7%

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obter8se essa medida indireta, a densidade. *ssas medidas indiretas podem ser realizadasconsiderando8se o princpio de (r$uimedes.

Consideremos uma pe$uena poro cilndrica de gua #um fluido incompressvel% de umrecipiente, de volume igual ao de uma pe$uena moeda, conforme a figura abaio+

Fi*+r' ,8-2.:Uma por!o de gua #"gua# $,%%&'($ )*g+m)%que se encontra em um cilindro ipottico, de rea debase A. Ela encontra-se em equilbrio esttico. E as foras que atuam lateralmente sobre ela cancelam-se aos pares.

( poro de gua se encontra em e$uilbrio, seu peso " contrabalanado pela diferena

entre a fora/0 # p0A, atuando para cima, e a fora/( # p(Aatuando para baio. (ssim,

/7=/2 . #1.9%

: volume Vdo cilindro " A#1(2 10% . (ssim, a massa mda gua no cilindro " "A#1(2 10% , onde" "a densidade da gua #"gua# 2,;; 2;4 ubstituindo nae$uao #1.9%, temos,

p7A=p

2A" gA 1217 , #1.?%

ou

p7=p

2"g 1217 . #1.@%

)odemos reescrever a e$uao #1.@% em termos da profundidade abaio da superfcie dagua #1( # $%. Aedefinindo+ 1( # $B p( # p$ e 10 # - B p0 # p . (ssim, temos+

p7=p

2" g, . #1.%

Como poderamos esperar, pois, se a profundidade for # $, a presso se reduz parap # p$, isto ",

a press!o atmosfrica #a presso atmosf"rica ao nvel do mar+ ( atm # (,$('($3

4a # 56$ torr#(7,5 lb+pol0 - 2 mm g 52 torr 5 244,4 )a.%. : termo"g, na e$uao #1.%, " chamadapress!omanomtrica #8p%B " a diferena entre a presso pe a presso atmosf"ricap$ . >e o fluido for agua, a densidade ""gua# 2,;; 2;4

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!e&/rio o Experimento:: e$uipamento utilizado neste eperimento " um man9metro tubo emU, constitudo por dois tubos de vidros ligados por uma mangueira de borracha, onde um dos ramos" conectado #tamb"m por mangueira de borracha% a um pe$ueno tubo sonda/ em forma de gancho.*sta sonda ser submersa em diferentes profundidades de um bec