Painel hidrostático

MATERIAIS E MÉTODOS Painel hidrostático composto por: Painel manométrico; Escala submersível; Escala milimetrada; Tripé com haste de sustentação; Seringa descartável; Prolongador para seringa; 50 mL de água colorida para manômetro; Termômetro; Copo de Becker; Pano para limpeza. RESULTADOS E DISCUÇÃO ANDAMENTO DAS ATIVIDADES 1.1. Com as duas extremidades do manômetro abertas, coloque a pinça de Mohr. Leia atentamente e anote as posições atingidas pelas superfícies y e y’ do líquido manométrico. Resposta: y= 42 mm; y’= 42 mm. Qual a pressão manométrica que atua, neste caso, sobre a superfície aberta y do manômetro? Justifique a sua resposta. Resposta: A pressão manométrica é nula, pois a única pressão atuante na altura 0m do liquido (superfície livre) é a atmosférica. 1.2. Supondo que a superfície y’ subisse 5 mm, quantos milímetros desceria na superfície y? Qual seria, neste caso, o desnível manométrico Δh? Resposta: Desceria 5 mm. A variação do desnível será de 10 mm. 1.3. Imaginando o tubo do manômetro uniforme, qual seria o desnível Δh para uma ascensão de 4 mm para 7,5 mm na superfície y’ do liquido manométrico? Resposta: 7 mm. Comente a uniformidade ou não do tubo de vidro do manômetro, inclusive na região curvada? Resposta: A pressão num ponto no interior ou na superfície do liquido independe da área da secção transversal, portanto, a uniformidade ou não do vidro não alteraria a medição de pressão em quaisquer pontos no interior do liquido. 1.4. Coloque o copo vazio de modo a envolver a escala de imersão e adicione água no copo até a situação em que a extremidade do manômetro tocar na superfície liquida. Olhando por baixo da superfície liquida, torne a verificar se o zero da escala está nivelado com o extremo do manômetro. Sem tocar no equipamento, aguarde 30 segundos e anote a temperatura ambiental. Anote as posições hy e hy’, ocupadas pelas superfícies liquidas manométricas. Resposta: 26°C. hy = hy’ = 42 mm. 1.5. Procedendo de maneira análoga, varie a profundidade h no interior do copo de 5 em 5 mm, de modo a completar a Tabela 1. Temperatura ambiental durante as medições = 26 ºC Profundidade no copo de Becker Dados manométricos hC hB ∆h P manométrica = Pm= 9,8 . ∆h(N/M2) (numericamente em milímetros) H1 = 0 x10-3m 42 42 0 0 H2 = 5 x10-3m 45 39 6 58,8 H3 = 10 x10-3m 46 38 8 78,4 H4 = 15 x10-3m 47 37 10 98 h5 = 20 x10-3m 49,5 35,5 14 137,2

1.6. Com os dados da Tabela 1, faça o gráfico da pressão manométrica Pm versus a profundidade h do ponto. Gráfico em anexo. Existe alguma relação entre a pressão (devida à massa liquida) em um ponto de um liquido em equilíbrio e a profundidade deste ponto? Resposta: Sim, quanto maior a profundidade maior a pressão que atua sobre o ponto, pois na fórmula a pressão é diretamente proporcional à densidade, que relaciona a massa, e à profundidade. Represente matematicamente esta relação. Resposta: Pm = μg∆h, onde Pm é pressão manométrica, μ é densidade, g é gravidade e ∆h é profundidade. 1.7. Como é denomidada a constante de proporcionalidade de “ρ” existente entre P e h? Resposta: Denomina-se peso específico. Determine o valor do peso específico “ρ” do líquido contido no Becker e qual a sua unidade de medida no SI. Resposta:

1.8. Mostre que a equação obtida (P= ρh) pode ser expressa como P= μgh reconhecendo cada termo da mesma. Resposta: P= ρh Onde: P=pressão, ρ=peso específico, h=profundidade. Como, ρ= μg temos, P= μgh. Onde: P=pressão, μ=densidade, g=gravidade, h=profundidade. 2.1. Usando a expressão geral, determine a pressão absoluta que deverá atuar num ponto a 15 metros de profundidade, na água, sabendo-se que a pressão que atua sobre a superfície livre, deste líquido, vale 15 (N/m2). Resposta: Pmanométrica= Pabs - Patm Pabs= 15 + 1000x9,8x15 = Pabs = 162000 Pa =1,62 atm 2.2. Qual a diferença de pressão sofrida por um mergulhador ao passar de um nível localizado a dois metros de profundidade para outro a cinco metros abaixo da superfície livre da água em que se encontra? Resposta: Pressão em 5 metros abaixo da superfície livre da água é maior do que a 2 metros. P=1000x9,8x5= 4,9x105 Pa P=1000x9,8x3= 1,96x105 Pa Portanto a diferença de pressão sofrida é igual a 2,94x105 Pa. 2.3. Em nosso experimento, deslizando o copo Becker sobre