Prof. Mrs. Ítalo Falcão

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Hidrostática

Hidrodinâmica

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REFERENCIAL TEÓRICO

REFERENCIAL TEÓRICO

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Hidrostática

“E a parte da Física que estuda as forças exercidas por e sobre fluidos em

repouso”.

REFERENCIAL TEÓRICO

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Fluidos

―são substâncias que tem a capacidade de escoar (escorrer, correr, fluir, se

deslocar de um ponto a outro – transitar‖.

―a matéria em condições de exibir movimento relativo entre as partes que a

compõem‖.

Exemplos?

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REFERENCIAL TEÓRICO

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Hidrostática

Compressibilidade;

Resistência ao corte;

Forma e Volume;

Densidade;

Ponto de fluidez – temperatura ;

Resistência ao movimento – viscosidade;

Espaço molecular.

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REFERENCIAL TEÓRICO

Ideais

não tem viscosidade;

São incompressíveis;

Velocidade de movimento uniforme;

Não existe turbulência.

Reais

Viscosidade finita;

compressíveis;

Velocidade de movimento não-uniforme;

Passam por turbulência.

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REFERENCIAL TEÓRICO

Densidade (ρ) e Massa Específica (µ)

ρ = é o quociente entre a massa e o volume de um

objeto.

µ = é um propriedade de cada substância e não de um

objeto qualquer.

Para materiais maciços e homogêneos - µ = ρ

“É obtida com o quociente entre a quantidade de massa de uma substância „m‟ e o volume que

essa quantidade ocupa”.

ρ = m/V

Variação de densidade

* gordura corpo humano = 940 Kg/m3;

* ossos = 1700 a 2500 Kg/m3;

* o “ar” - nível do mar ≠ de altitudes elevadas;

* oceanos – geralmente mais densos no fundo do mar;

*No caso dos líquidos, geralmente ρ = µ;

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REFERENCIAL TEÓRICO

Densidade

Unidades de Densidade - Kg/m³ ; g/cm³ ; Kg/l

No caso dos líquidos ―homogêneos‖ a densidade = massa específica....

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1 - Uma esfera oca, de 1.200 g de massa, possui raio externo de 10 cm e raio

interno de 9,0 cm, determine:

a) A densidade da esfera;

b) A massa específica do material de que é feita a esfera. (Use, π = 3,1415).

Exemplo:

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Densidade Relativa

“é a razão entre a densidade de certa substancia em relação a outra - neste

caso - água”.

Peso Específico

“Razão entre o peso de um substancia em módulo e o seu volume”.

pe = ps/V

pe = ms.g/V

pe = ρs.g

REFERENCIAL TEÓRICO

.g

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Hidrostática

PRESSÃO NORMAL

“É a razão entre o módulo da força perpendicular a superfície e a

área sobre qual essa força é aplicada” – usualmente em sólidos.

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PRESSÃO

REFERENCIAL TEÓRICO

Unidades SI – N/m² = Pa

Unidades = dyn/cm² = bária = Pa/10

P = F/A

Salto fino – pé (na praia);

Machado -Facas – cutelo - alicate;

Tratores – buggy ≠ carro popular;

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PRESSÃO

REFERENCIAL TEÓRICO

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PRESSÃO

REFERENCIAL TEÓRICO

Princípio de Stevin – Diferença de Pressão entre dois Pontos

“a diferença entre as pressões de dois pontos de um fluido em equilíbrio é

igual ao produto entre a densidade do fluido, a aceleração da gravidade e a

diferença entre a profundidade dos pontos”.

Pb-Pa = ρ.g.(hb-ha)

P = ρ.g.h

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REFERENCIAL TEÓRICO

é fundamental para a determinação da pressão atuante em qualquer

ponto de uma coluna de líquido.

10 m

25 m

Hidrostática

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10 m

25 m

REFERENCIAL TEÓRICO

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Hidrostática

Pressão de uma coluna líquida

Unidade práticas de pressão

cmHg = 1.332,8 N/m²

mmHg = 133,28 N/m²

Pcl= ρ.g.h

Pt = Patm + ρ.g.h

“Uma coluna líquida exerce em sua base uma pressão, devido

ao seu peso, denominada pressão hidrostática”

Pressão total na base de uma coluna líquida – sistema

aberto

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REFERENCIAL TEÓRICO

Superfície Isobárica em um Líquido

“ A pressão exercida pela coluna líquida em pontos que estão a

mesma altura h é a mesma”.

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REFERENCIAL TEÓRICO

Vasos Comunicantes

“No caso de líquidos colocados em um sistema composto por

vasos COMUNICANTES, estes se dispõem de modo que as

alturas das colunas líquidas, medidas a partir da superfície de

separação, sejam inversamente proporcionais as respectivas

densidades”.

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3 - Certa quantidade de água é colocada em um tubo em forma de U, aberto

nas extremidades. Em um dos ramos do tubo, adiciona-se um líquido de

densidade maior que a da água e ambos não se misturam. Assinale a

alternativa que representa corretamente a posição dos dois líquidos no tubo

após o equilíbrio

Exemplo:

Experimento de Torricelli

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REFERENCIAL TEÓRICO

Realizado a nível do MAR;

g = 9,8 m/s²;

Patm = Pc Hg

Patm = 76 cmHg

Patm = 1,013.105 N/m2

A pressão atmosférica depende da altitude – de cada local.

Pressão Atmosférica

“É a pressão exercida pela camada de ar que está sobre nós”.

par = mar.g

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REFERENCIAL TEÓRICO

O peso da coluna líquida é equilibrado pela força que a pressão do ar

exerce sobre a superfície do mercúrio na bacia.

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REFERENCIAL TEÓRICO

Pressão

Unidades de Pressão

1 psi = 6,895 x 103 Pa (pascal)

1 psi = 68,948 x 10 −3 bar

1 psi = 68,046 x 10 −3 atm

1 psi = 51,715 Torr

1 psi = 7,029 x 10 −1 m.c.a (m.c.a. = metros

de coluna d'água)

PSI (pound force per square inch)

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REFERENCIAL TEÓRICO

Pressão

Pressão sanguínea — Pressão sanguínea humana média (120/80): 2.32psi/1.55psi

Turbo automotivo= 6 - 15psi

Pressão atmosférica ao nível do mar (padrão): Pa = 14.7 psi

Pneus automotivos (alta) (comum): Pg = 32 psi

Aerógrafo ou compressor de ar caseiro: Pg = 90 psi

Locomotiva a vapor: 150 psi ≤ Pg ≤ 280 psi

Tubulação de gás natural: 800 to 1000 psi

Módulo de Young para o aço: 30 Mpsi or 30.000.000 psi

REFERENCIAL TEÓRICO

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Pressão nas Alturas...

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REFERENCIAL TEÓRICO

Aplicação – Prensa Hidráulica

Princípio de Pascal – Distribuição de Pressão

“a pressão que se aplica a um fluido se transmite integralmente a todos os seus pontos

bem como as paredes dos recipientes que o contem”.

P1 = P2

“ Se aplicarmos um certa pressão na superfície de um liquido homogêneo, onde se

encontram os pontos A e B, esse acréscimo de pressão poderá deslocar esses dois pontos

conservando a mesma distancia inicial entre os mesmos”.

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REFERENCIAL TEÓRICO

“A intensidade das forças aplicadas são

diretamente proporcionais as áreas dos

êmbolos”.

F1/A1 = F2/A2

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REFERENCIAL TEÓRICO

“o volume do liquido deslocado por F1 no recipiente de área A1 será

repassado para o recipiente de área A2 que exercerá uma força F2

diretamente proporcional a A2 e F1 e inversamente proporcional a A1 ”.

V1 = V2

A1.d1 = A2.d2

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Princípio de Arquimedes – Empuxo

“Todo corpo mergulhado num liquido recebe por parte deste a

aplicação de uma força de baixo para cima – EMPUXO”

E = Pl

E = ml.g

ml = ρl.Vl

E = ρl.Vl.g

*Possibilidades de Imersão de um Corpo

Afunda – Pc > E - ρc > ρl;

Flutua – E > Pc - ρl> ρc;

Flutua parcialmente – E = Pc – neste caso ρl = ρc.

REFERENCIAL TEÓRICO

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REFERENCIAL TEÓRICO

Peso Aparente

Pa = Pc - E

AGRADECIMENTOS

A todos pela atenção!