Relatorio hidrodinamica

Relatório de Física II

Experiência:
“Hidrodinâmica”

Mecânica de Precisão

Fatec - São Paulo

Nomes:

Resumo: 

A experiência teve como objetivo, comprovar a equação de torricelli para hidrodinâmica, calculando a velocidade de um jato d’água, através da mensuração do seu alcance. Para tanto, lançamos uma lata de 18L, com um orifício convenientemente posicionado, uma base para a mesa, afim de posicionar a lata em uma altitude maior, visando um alcance maior do jato d’água, uma canaleta para que a água pudesse escoar, uma régua posicionada dentro da canaleta, com a finalidade de medir o alcance do jato d’água e também um paquímetro para medir o diâmetro do orifício na lata. Por fim, mensurou-se o alcance do jato d’água e foram obtidos os resultados que segue ao longo do relatório.

Objetivo:

Comprovar a equação de Torricelli, através do movimento parabólico de um jato d’água.

Introdução:

Seja um fluido escoando através de um tubo na vertical. A pressão mudará em cada ponto do tudo e será necessário efetuar trabalho para o fluido elevar-se. Se a seção reta do tubo não for constante, a velocidade de escoamento trambém não será, bem como a pressão.

Velocidade de fuído e altura foram obtidas por Daniel Bernoulli para o escoamento não viscoso, ou seja, sem atrito interno de um fuído incompreensível e sem turbulência. Tal equação, representa o teorema de energia cinética para o movimento de fluídos.[pic 1]

Considere um reservatório cheio de líquido, aberto à temperatura ambiente e com um pequeno orifício na extremidade inferior, por onde a água escoa, conforme a figura ilustrada.

Usando a equação de Bernoulli para os níveis 1 e 2 obtemos:

[pic 2]

        Onde:

- ρ = é a densidade do líquido, p1 e p2 são as pressões do líquido nos níveis 1 e 2 e v1 e v2 representam a velocidade do líquido em 1 e 2 respectivamente.

Procedimento Experimental  - Velocidade de Escape

- Determinando a Velocidade Teórica:

* Utilizamos o paquímetro para medir o diâmetro do orifício, fechando-o com fita crep;

*Determinamos o nível da água;

*Medimos a altura (h) como indicava na ilustração;

*Posicionamos a base (canaleta) embaixo do reservatório, que neste momento situava-se sobre a base, conforme ilustrado;

*Tendo feito isto, dispomos a seguinte tabela:

Reservatório	A2(mm²)	H(mm²)	V2 teo(mm/s²)
1	40,71	225	66,23
2	40,71	165	56,72
3	40,71	100	44,15

- Para obter V2teo utilizamos a seguinte equação:

[pic 3]

Determinando a Velocidade Experimental:

*Retiramos a fita crepe do orifício (A2), afim de permitir o escape da água, e com isso obtivemos a próxima tabela:

Reservatório	A2(mm²)	A(mm)	h(mm)	[pic 4]±[pic 5][pic 6] (mm³/s)
1	40,71	480	285	62,77
2	40,71	420	285	54,93
3	40,71	325	285	42,50

- Para obter V2exp utilizamos a seguinte equação:

[pic 7]

-Através da seguinte equação do “Erro percentual” obtivemos os erros percentuais  entre a velocidade de escape experimental (V2exp) e a velocidade de escape teórica ( V2teo):

[pic 8]

Reservatório	A2(mm²)	E%
1	40,71	5,22
2	40,71	3,15
3	40,71	3,73

Resultados e Análises:

A partir dos dados coletados, determinamos as velocidades de escape, teórico e experimental, notando uma diferença, no caso,  um desvio de cinco, três e três porcento, respectivamente, entre as velocidades de escape, que muito provavelmente se deve por alguns fatores que somam desde uma imprecisão nas medidas, como à influências externas, devido ao ambiente.