labfisica2 2015 Atividade recente no site Prof. Adhimar

Laboratório 2

Massa Específica de um Sólido

Universidade Federal de Itajubá Instituto de Física & Química Disciplina de Metodologia Científica

Arquimedes (287-212 A.C.) foi um dos grandes pensadores gregos, tendo feito importantes contribuições na matemática, física e engenharia. Conta a lenda que em uma ocasião o rei Hierão de Siracusa havia encomendado uma coroa de ouro a um ourives, cedendo-lhe o ouro necessário para tanto. Ao receber a coroa, Hierão desconfiou que a mesma havia sido feita de prata recoberta com fina camada de ouro. Requisitou então a Arquimedes que lhe tirasse a dúvida sem destruir a coroa.

O problema consumiu o pensamento de Arquimedes durante alguns dias até que ao entrar em uma banheira cheia de água ele percebeu que o seu volume corporal era derramado para fora. Empolgado, saiu nu pelas ruas a gritar “Eureka!”, que em grego quer dizer “Achei”, solucionando o problema.

Mas afinal, qual a solução? Será que cada substância diferente deslocará um volume diferente de água? Ou mudando a pergunta, com um certo volume de fluído deslocado, podemos dizer qual é a substância? Qual

propriedade específica da

matéria torna isso possível?

Roteiro da Experiência

Objetivos:

- Efetuar uma medida secundária;

- Atentar para as limitações instrumentais e medidas;

- Expressar corretamente as medidas, com erros e unidades; - Tabelar as medidas, respeitando algarismos significativos; - Efetuar propagação de erros.

Materiais:

- Balança de precisão analógica; - Proveta com escala analógica;

- Dois corpos de prova (ferro e alumínio); - Água;

- Lápis, Calculadora e Folha de dados.

FAÇAM:

1) Caracterizem a balança de precisão utilizada,

anotando na folha de dados: a) marca e modelo; b)

unidade e faixa nominal de medida; c) precisão de

medida; d)erro de medida (ver Dicas 1).

2) Acertem a balança para medidas: a) verifiquem a

nivelação da balança na bolha, ajustando o parafuso da base, se necessário; b) verifiquem se o ponteiro da

escala de medida está no centro da escala; ajustando o parafuso sob o prato da balança, se necessário.

3) Meçam as massas dos corpos de prova: a) coloquem

cada corpo de prova na balança e meçam a massa; b)

anotem estas medidas na folha de dados, atentando para algarismos significativos, erros e unidades de medidas. Por exemplo:

((((

23

,

457

±

±

±

±

0

,

005

))))

g

=

=

=

=

Al

A mais…

- Arquimedes

http://www.ime.unicamp.br/~calculo/history/arquimedes/arquimedes.html http://www.ime.usp.br/~leo/imatica/historia/arquimedes.html

- Massa Específica e Densidade http://www.fisica.net/tc/19fis.pdf http://www.fisica.net/tc/21fis.pdf - Estudem as notas das aulas!

DICAS:

1) Precisão de um instrumento analógico é o menor intervalo lido em sua escala. O erro é este intervalo dividido por 2 (para uma única medida).

2) Ao medirem o volume na proveta, cuidado ao olhar o nível da água. Devido à tensão superficial, a proveta é construída de modo que a leitura deve ser feita no ponto mais baixo da superfície curva.

3) Cálculo do valor e do erro do volume (i= corpo A ou B):

4) Cálculo do valor e do erro da massa específica:

5) Média (M) e desvio padrão (σ) (N= n°de grupos):

6) µµµµ_Alumínio= 2,699 g/cm3 e µµµµ_Ferro= 7,87 g/cm3

7) Erros relativos:

((((

))))

Vol==== −−−− 0

Vol m = = = =

µ

µ

µ

µ

((((

))))

((((

))))

1 2 1 − − − − Μ Μ Μ Μ − −− − = == = = = = = Μ Μ Μ

Μ ==== ====

N N N j j N j

j µµµµ

σ σ σ σ µ µ µ µ tabelado tabelado medido medida r e µ µµ µ µ µ µ µ µ µµ µ −−−− = == = . . FAÇAM:

4) Caracterizem a proveta utilizada, anotando na folha

de dados: a) unidade e faixa nominal de medida; b)

precisão de medida do instrumento; c)erro de medida. 5) Efetuem as medidas de volume na proveta: a)

encham até próximo da metade, com água; b) com a

proveta parada na mesa, meçam (ver Dicas 2) o

volume inicial (V_0A); c) imersa o corpo de prova “A”

completamente na água, medindo o novo volume (V_fA);

d) repitam o procedimento com o corpo de prova “B”,

medindo os volumes V_0B e V_fB; e) anotem estas

medidas na folha de dados, atentando para algarismos significativos, erros e unidades de medidas.

Pensem e Respondam na folha de dados:

I) Calculem o volume de cada corpo de prova (não se esqueça de propagar os erros – ver Dicas 3). Nesta

experiência adotaremos que 1 ml de água = 1 cm3_;

II) Calculem a massa específica µµµµdos corpos A e B (não

se esqueçam de propagar os erros –ver Dicas 4);

III) Após todos os grupos finalizarem, façam uma nova tabela com todas as massas específicas dos corpos A e B, obtidas pelos grupos;

IV) Calculem a média e o desvio padrão das massas específicas obtidas, para os corpos A e B (ver Dicas 5);

V) Os erros das massas específicas do seu grupo são maiores ou menores que os desvios padrão? Por que?

VI) Calculem os erros relativos (ver Dicas 7) da massa específica medida pelo seu

grupo e da média de todos os grupos, em relação aos valores tabelados (ver Dicas 6). Qual é menor?

(((( ))))

(((( ))))

((((

))))

erro

µ

µ

µ

µ

((((

))))

[[[[

(((( ))))

]]]]

[[[[

(((( ))))

]]]]

0 2

i i

f erroV

V erro Vol

erro ==== ++++