Efisica

Experimentação


Objetivos:

1. Obter a densidade superficial de uma folha de papel, a gramatura.
2. Obter a densidade volumétrica de um sólido.

Proposta:

1. Medir a gramatura de uma folha de papel sulfite através da medida das suas
dimensões e da massa.
2. Medir a densidade volumétrica de um tarugo metálico de formato
geométrico definido.
3. Medir a densidade volumétrica de uma moeda (forma geométrica irregular)
através do empuxo.

PROPOSTA 1: MEDIÇÃO DA GRAMATURA DE UMA FOLHA DE PAPEL

Material necessário:

Uma balança que meça massas da ordem de alguns gramas (menos
que 10g); uma folha de papel sulfite (ou outro qualquer) e uma
régua.

Procedimento:

1. Meça a largura (l) e o comprimento (c) de uma folha de papel. Se você já realizou a atividade proposta em "medições de distância", é exatamente o mesmo procedimento. Organize os dados em tabelas.

Uma vez obtidos e , obtenha a área A = 1. c e , onde , valor máximo de A, e Amin, valor mínimo de A, são calculados pelas relações:

2. Meça o valor da massa da folha m e o seu desvio . Lembre-se de que o desvio é obtido utilizando as várias repetições da mesma medição e é dado pela metade da diferença entre o valor máximo e o valor mínimo. O valor que melhor representa uma medida é o valor médio obtido através das várias repetições.

3. Tendo os valores de e , calcule a densidade superficial . O valor de é calculado obtendo-se e :

4. Compare com os valores citados na Introdução 80g/m2 e 120g/m2.

PROPOSTA 2: MEDIÇÃO DA DENSIDADE VOLUMÉTRICA DE UM TARUGO METÁLICO.

Material necessário:

tarugos cilíndricos de Al (alumínio), Cu (cobre) e plástico; balança
para medir as massas e um paquímetro para medir as dimensões dos
tarugos.

Procedimento:

1. Utilize um paquímetro e meça os diâmetros dos tarugos. Organize os dados em uma tabela:

Tabela 1 - Diâmetro dos tarugos

2. Utilize agora o paquímetro para medir a altura (h) dos cilindros e organize os dados em tabela:

Tabela 2 - Altura dos tarugos

3. O volume pode ser obtido pela relação .

4. O volume médio é obtido usando-se os valores médios dos parâmetros medidos. O desvio é obtido através dos valores máximo e mínimo dos parâmetros, como fizemos anteriormente:

5. Não se esqueça de verificar as unidades utilizadas em cada medição de f e h. Elas devem estar na mesma unidade; se não estiverem, faça as conversões necessárias.

6. Meça a massa dos tarugos m em gramas. Pode ser usada uma balança comercial ou uma semelhante à construída na atividade "Medições de massa". Em geral, as medições de massa resultam num mesmo valor, caso sejam feitas várias repetições da mesma. Nesse caso, usa-se esse valor único e o desvio atribuído é o desvio da calibração da balança.

7. Calcule a densidade volumétrica dos tarugos e , onde

8. Compare os valores obtidos e classifique os materiais pela sua densidade.

PROPOSTA 3: MEDIÇÃO DA DENSIDADE VOLUMÉTRICA DE UMA MOEDA PELO PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES

Material necessário: uma moeda ou outro objeto, uma balança e uma vasilha com água. Como balança você precisa usar uma do tipo que permita suspender a moeda com pouco material adicional e que também permita colocar uma vasilha com água por baixo.
Veja a figura abaixo. (Pode-se também adaptar a montagem sugerida na atividade "Medições de massa", mas com um novo suporte. É necessário assim calibrar novamente.)

Procedimento:

1. Calibre a balança utilizando massas conhecidas. Use moedas conforme descrito na atividade "Medições de massa". Organize os dados em uma tabela.

2. Faça o gráfico da calibração.

3. Meça o peso da moeda suspensa em ar Pm= Mar.g. Meça inicialmente o deslocamento causado pela moeda e, com o auxílio da curva de calibração, obtenha a massa Mar.

4. Meça agora o peso aparente da moeda imersa em água. Meça o deslocamento e obtenha a massa aparente Map através do gráfico, como no item anterior. O peso aparente é dado por Pm - Em, onde Em é o empuxo sofrido pela moeda. Pm - Em= Map.g.

5. Calcule o valor da densidade do metal m pela relação .

6. Compare o valor obtido com o de alguns metais, inclusive com os valores obtidos na proposta anterior. Você sabe do que é feita uma moeda?

Demonstração

1. "Perdendo" peso

Pode-se demonstrar a lei do empuxo comparando o peso de um objeto antes da imersão e depois da imersão.
O empuxo nada mais é do que a diferença entre os dois resultados:

Empuxo = peso antes - peso depois

2. Enchendo uma bexiga

Ao enchermos uma bexiga numa festa de aniversário, verificamos que ela fica mais leve do que o ar. A partir de um certo ponto, ele sobe (devemos encher uma bexiga aos poucos para entendermos isso).
Qual é a composição química do gás que expiramos? E a do ar na atmosfera?

3. Flutuando no mercúrio

O mercúrio é um líquido cerca de 14 vezes mais denso do que a água. É muito fácil fazer objetos flutuarem no mercúrio.



 

© 2007 - Centro de Ensino e Pesquisa Aplicada. Todos os direitos reservados