Este produto permite que os alunos meçam o momento devido
ao empuxo do fluido (hidrostático) em um plano total ou
parcialmente submerso. O plano funciona na posição vertical
ou inclinada (angular). Os alunos então comparam suas medidas
com a análise teórica.
O equipamento consiste em um painel vertical que contém
um quadrante de plástico transparente, ao qual os alunos
adicionam água. O quadrante tem linhas gravadas para ajudar
os alunos a manter o plano na posição vertical ou angular.
Os lados cilíndricos do quadrante têm seu eixo central coincidente
com o eixo de medição do momento. As pressões totais
do fluido nessas superfícies curvas, portanto, não exercem
nenhum momento sobre esse pivô. Portanto, o momento é
apenas devido à pressão do fluido na superfície plana de teste.
Os alunos medem esse momento usando pesos suspensos
em um braço nivelado. Uma escala no painel do aparelho
mostra a altura da água.
Para realizar os experimentos, os alunos nivelam o aparelho
usando seus pés niveladores e nível de bolha. Eles decidem
se devem testar um plano vertical ou inclinado. Eles então
equilibram inicialmente o tanque do quadrante usando um
dos suportes de peso e o tanque de corte menor. Eles obtêm
resultados equilibrando pesos incrementais no cabide com
quantidades conhecidas de água. Eles então usam os resultados
para calcular o momento de força equivalente (M) ou
empuxo hidrostático. Os alunos observam a relação entre o
momento e a altura da água (h).
O equipamento inclui corante de água não tóxico para ajudar
os alunos a ver os níveis de água com mais clareza e uma
seringa para adição ou remoção precisa de pequenas quantidades
de água.
Estudos tecnológicos propostos:
• Estudando a relação entre força hidrostática e
queda d’água para um plano vertical e inclinado
total e parcialmente submerso;
• Comparação da força hidrostática real e teórica
em um plano total ou parcialmente submerso
para qualquer altura de água;
• Cálculo teórico da posição do centro de pressão
em um plano total ou parcialmente submerso.