Relatório física Escoamento de fluidos
Por: Jonathan Alves • 14/12/2021 • Relatório de pesquisa • 939 Palavras (4 Páginas) • 426 Visualizações
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Instituto de Matemática, Estatística e Física
Curso de Física Licenciatura
Disciplina: Física Experimental II
Relatório do experimento:
ESCOAMENTO DE FLUIDOS
Jonathan Alves dos Santos, 125046.
Rio Grande
2021
SUMÁRIO
SUMÁRIO 1
1. INTRODUÇÃO 1
2. OBJETIVOS 1
3. MATERIAIS 1
4. MÉTODOLOGIA 1
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES 1
6. CONCLUSÃO 1
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1
INTRODUÇÃO
Os fluidos são caracterizados por substâncias que não possuem forma definida, assumindo a forma do recipiente em que são colocados. Uma das características da dinâmica dos fluidos é o escoamento, que é a mudança de forma do fluido sob tensão de cisalhamento ou tensão tangencial. Este escoamento pode ocorrer em dois estados, fluxo laminar e fluxo turbulento:
- No estado de fluxo laminar, o fluido se move em camadas, sem mistura de camadas e mudanças de velocidade. As partículas se movem de maneira ordenada, sempre mantendo a mesma posição relativa.
- Fluxo turbulento é definido como o fluxo de fluidos em que as partículas são misturadas de forma não linear, ou seja, misturadas de forma caótica com turbulências e redemoinhos, ao invés de fluxo laminar.
Daniel Bernoulli é um matemático suíço frequentemente citado por aplicar a matemática à mecânica, especialmente à mecânica dos fluidos. A equação de Bernoulli é uma equação relacionada à pressão e à velocidade do fluido em estado estacionário, começando com a equação de energia para fluxo sem atrito. É amplamente utilizado na mecânica dos fluidos, pois possui diferentes formas de derivação e é utilizado em diferentes áreas do assunto.
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Pode ser considerado um caso especial da equação de Bernoulli, que descreve o comportamento do fluido em movimento ao longo de um tubo ou conduíte. Este princípio mostra que para um fluxo sem viscosidade, um aumento na velocidade do fluido ocorre ao mesmo tempo que uma diminuição na pressão ou uma diminuição na energia potencial. Esta equação é considerada a base da dinâmica dos fluidos e é a relação entre velocidade, altitude e pressão.
O caso mais simples corresponde a um reservatório de seção transversal uniforme com um orifício na parede inferior. Se h é a altura da superfície livre do reservatório, a velocidade v do jato de fluido saindo do reservatório é expressa como:
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Para determinar o alcance teórico onde [pic 7][pic 8]
(2)[pic 9]
2. OBJETIVOS
- Coletar os dados.
- Fazer um gráfico de Alcance(cm) vs Altura h(cm) e verificar se é linear.
- Fazer um gráfico de Alcance(cm) vs √ (y1.h) (cm). Determinar o coeficiente Angular.
- Descobrir qual o erro relativo percentual entre o coeficiente angular obtido e o teórico.
- Discutir possíveis fontes de erros experimentais ou de aproximação.
- MATERIAIS
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Figura 1
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Foi-se utilizado os seguintes materiais no experimento:
- Garrafa pet 2 Litros.
- Régua transparente 30cm.
- Parafuso.
- Caneta permanente.
- Água.
- Smartfone
- MÉTODOLOGIA
Primeiramente foi feita a marcação da garrafa pet utilizando a caneta permanente para demarcar a altura inicial y1 de 10cm, partindo dessa marcação foram feitas as de 0 a 15cm.
Com o parafuso foi feito o furo na garrafa na altura de y1 = 10cm. A régua transparente foi posicionada na superfície para medir o alcance do jato de água. A garrafa pet então foi preenchida com água.
Com auxílio do Smartfone foram feitas 3 gravações do alcance do jato de água (Figura2) marcando a altura h oralmente a cada centímetro que o nível da água alcançava.
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Figura 2
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Dados coletados:
Experimento Tabela 1
Altura (cm) | Alcance (cm) I | Alcance (cm) II | Alcance (cm) III | Média Alcance (cm) | Desvio padrão Alcance (cm) |
15,00 | 22,00 | 21,50 | 21,50 | 21,67 | 0,29 |
14,00 | 21,50 | 21,00 | 21,00 | 21,17 | 0,29 |
13,00 | 20,00 | 20,00 | 20,00 | 20,00 | 0,00 |
12,00 | 18,50 | 19,00 | 19,00 | 18,83 | 0,29 |
11,00 | 18,00 | 18,00 | 18,00 | 18,00 | 0,00 |
10,00 | 17,00 | 17,00 | 17,00 | 17,00 | 0,00 |
9,00 | 16,00 | 16,50 | 16,00 | 16,17 | 0,29 |
8,00 | 15,50 | 15,50 | 15,30 | 15,43 | 0,12 |
7,00 | 14,00 | 14,00 | 14,00 | 14,00 | 0,00 |
6,00 | 13,50 | 13,00 | 12,80 | 13,10 | 0,36 |
5,00 | 12,00 | 11,50 | 11,50 | 11,67 | 0,29 |
4,00 | 11,00 | 10,00 | 10,30 | 10,43 | 0,51 |
3,00 | 8,50 | 8,30 | 8,00 | 8,27 | 0,25 |
2,00 | 7,00 | 5,80 | 5,50 | 6,10 | 0,79 |
1,00 | 2,00 | 2,00 | 2,00 | 2,00 | 0,00 |
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