VALIDAÇÃO EXPERIMENTAL DA SEGUNDA LEI DE NEWTON OU BALANÇO DE QUANTIDADE DE MOVIMENTO

VALIDAÇÃO EXPERIMENTAL DA SEGUNDA LEI DE NEWTON OU BALANÇO DE QUANTIDADE DE MOVIMENTO

Resumo

Nesse experimento, procuramos comprovar a segunda lei de Newton ou lei da quantidade de movimento linear aplicada a um volume de fluido inercial, se impactando com superfícies de diferentes inclinações, formando assim, diferentes ângulos de saída para o fluxo de fluido. 10 massas diferentes foram colocadas para equilibrar o sistema. Para efeito de cálculo, foram medidos 3 valores de tempo para cada massa.

Introdução

No experimento relatado a seguir foi realizado o estudo prático da reação de forcas sobre três diferentes superfícies com diferentes ângulos de saída e diferentes massas usadas para o equilíbrio da força do jato, para a posterior comparação destes valores com os calculados analiticamente através da equação da quantidade de movimento linear, combinada com o teorema de transporte de Reynolds. Também neste experimento buscou-se visualizar graficamente a variação do coeficiente Ct experimental através da curva quociente da Força pela Vazão mássica X Vazão mássica, comparando os três distintos resultados obtidos.

Procedimento de cálculo

Neste experimento, foi utilizada uma bancada hidráulica base, para impacto de jatos, que possuía uma válvula para se regular o fluxo do fluido, e um medidor do volume do fluido acumulado na bancada hidráulica. Para o experimento, foram utilizadas três placas, com ângulos de saída diferentes: zero, trinta e noventa graus. Para equilibrar a força do jato na placa, foram utilizadas 10 massas diferentes: 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450 e 500 gramas, e eram equilibradas controlando o fluxo do fluido através da válvula da bancada. Para medir a vazão mássica, cronometramos três tempos distintos. Esses tempos decorriam do enchimento de 5, 10 e 15 litros dentro do compartimento da bancada hidráulica, mostrados por um nível do lado externo da bancada.