Mecânica dos Fluidos - Hidrostática

Conceitos importantes:

1. Fluidos: Gases e líquidos são exemplos de fluídos, pois se deslocam e escoam sendo capazes de se adaptar ao formato do recipiente.

2. Viscosidade: Força decorrente das ligações química

3. Pressão: P= FS

, no sistema internacional de medida a pressão é data

por (N/m²), que recebe o nome de Pascal (Pa)

Atividade 1: Uma caixa de massa 800 kg está apoiada numa superfície horizontal por uma de suas faces. A pressão exercida sobre ela tem intensidade de 5 ∙104 N/m². Qual a medida da aresta dessa caixa? Dê a resposta em centímetros e use g=10m/ s ²

Conceitos Importantes

4. Massa específica µ = mV

, no sistema internacional de medidas a

massa específica é dada por kg/m³

5. densidade: d = mV

O conceito de densidade se aplica a um corpo, enquanto o de massa específica se aplica a uma substância.

Atividade 2: Um bloco de mandeira tem massa de 200 g e volume de 500 cm³.

a) Calcule a densidade do blocob) Qual a pressão exercida pelo bloco numa superfície horizontal de 100

cm²?

Conceitos Importantes

6. Pressão atmosférica

A camada de ar que envolve a Terra é formada por mais ou menos 18 Km de altura. Essa massa de ar exerce uma pressão sobre tudo que está na superfície do planeta e é denominada pressa atmosférica.

7. Medida da pressão atmosférica Experiência de Torricelli com a coluna de mercúrio Pa= 1 atm = 1 ∙105 N/m² = 105 Pa (Pascal)

Note: Quanto maior a altitude, menos a pressão atmosférica

8. Pressão exercida pelos líquidos

P=dgh

Se o recipiente for aberto

P=p+dgh

Atividade 3: Um recipiente cilíndrico possui a área da base aproximadamente igual a 8 cm² e a altura igual a 5 cm. Sabendo-se que ele está completamente cheio de um líquido cuja a densidade é 3 g/cm³ e que g=10m/ s ², calcule:

a) A pressão que o líquido exerce no fundo do recipienteb) A intensidade da força aplicada pelo líquido sobre a base do

recipiente

Lembre-se sempre de verificar as unidades!

Conceitos Importantes

9. Vasos comunicantes: Recipientes com formas e capacidades interligados entre siObserve alguns exemplos abaixo:

Importante: A superfície do líquido encontra-se sempre no mesmo nível, isto é, o líquido atingirá sempre a mesma altura em todas as colunas.

Pontos situados a uma mesma profundidade estão sujeitos a pressões iguais, isto é,as superfícies horizontais são isobáricas

Atividade 4 : Um tubo em forma de U contém água. A altura nos ramos é igual. Colocando-se óleo no ramo da direita, observa-se que a altura nos dois ramos fica diferente, pois os líquidos não se misturam e suas densidades definem o desnível.

Após o procedimento, o equilíbrio é estabelecido, Sendo d1= 1,0 g/cm³; d2= 0,8 g/cm³ e h2= 2,5 cm, calcule h1

Conceitos Importantes!

10.Princípio de Pascal: Qualquer aumento de pressão em um líquido transmite-se igualmente a todos os pontos desse líquido, inclusive as paredes do recipiente que o contém

11.Prensa HidráulicaObserve a figura ao ladoSe aplicarmos no êmbolo menor uma força de intensidade F1, exerceremos sobre o líquido um acréscimo de pressão dado por

∆ P=FS

Pelo princípio de pascal esse acréscimo de pressão se transmite integralmente a todos os pontos do líquido, incluindo aqueles em contato com o êmbolo maior

Atividade 5: Os ramos de uma prensa hidráulica têm áreas iguais a S1= 20 cm²e S2 =20 cm². É exercida sobre o êmbolo menor uma força F1 = 10 N. Qual a força F2 transmitida para o maior?

Conceitos Importantes!12.Empuxo: Força vertical de baixo para cima, oposta a força peso dos

corpos, exercida pelos fluídos13.Teorema de Arquimedes

E=dgVEm que:d: densidade do fluidoV: volume do fluido deslocado

Como o produto da densidade do fluido pelo volume do fluido deslocado, é a massa do fluido deslocado:

E=mg→E=P

Ou seja:

Todo corpo imerso total ou parcialmente num fluido recebe deste uma força vertical de baixo para cima, igual ao peso do fluido deslocado

OBS: Quando o corpo estive totalmente submerso, o volume do fluido deslocado é igual ao volume real do corpo. Porém, se o corpo estiver flutuando no fluido, só a porção do corpo que está mergulhada no fluido representará o volume do líquido deslocado.

Tem-se a impressão de que o peso de um corpo, quando está total ou parcialmente submerso num fluido, diminui. Na realidade o peso real do corpo não é alterado, o que ocorre é uma aparente perda de peso por causa do empuxo. A essa resultante denominamos peso aparente (Pap)

Pap = P – E