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Hidrostática – parte 1
Pressões: Hidrostática, Atmosférica e
Absoluta.
Prof. Dr. Robson Lourenço Cavalcante
Pressão Mecânica
É a razão entre a força aplicada e a área de
aplicação da mesma.
P = F
A
A pressão é:
• Diretamente proporcional à força;
• Inversamente proporcional à área
de aplicação.
Pressão Hidrostática
h A pressão varia linearmente com:
• massa específica do fluido;
• aceleração gravitacional;
• profundidade.
Pressão exercida por um fluido sobre pontos em seu interior.
Obs.:Fluido engloba líquidos e gases.
Cuidado!
A pressão hidrostática não depende do volume
de líquido e sim da profundidade.
Como todos os recipientes acima possuem o mesmo nível do
mesmo líquido então a pressão que o líquido exerce sobre o
fundo do recipiente é a mesma para todos.
Unidades
Massa específica (μ): kg/m³
Aceleração gravitacional (g): m/s²
Profundidade (h): m
g/cm³ kg/m³
x 10³
÷ 10³
m cm
x 100
÷ 100
Uma sala tem as seguintes dimensões:
4,0 m x 5,0 m x 3,0 m. A densidade do ar é 1,2 kg/m3
e a aceleração da gravidade vale 10 m/s2. Qual é o
peso do ar na sala, em newtons ?
Resp. 720 N
Uma força de 2 N é aplicada perpendicularmente a
uma superfície por meio de um pino de1 mm2 de
área. Qual é a pressão exercida pelo pino sobre essa
superfície ?
Resp. 2 x 106 N/m2
Um cubo de gelo foi formado solidificando
completamente 57,6 g de água. Qual é a medida
da aresta do cubo? A densidade do gelo é 0,90
g/cm3.
a) 1 cm b) 2 cm c) 3 cm d) 4 cm e) 5 cm
Uma pessoa comprime um percevejo contra uma
mesa de madeira, exercendo uma força de 20 N.
Sabendo que a ponta do percevejo tem área 0,10
mm2, calcule, em N/m2, a pressão exercida pela
ponta do percevejo.
Admitindo-se que a massa específica do chumbo
seja 11 g/cm3, qual o valor mais próximo da
massa de um tijolo de chumbo cujas arestas
medem 22 cm, 10 cm e 5 cm?
a) 10 kg b) 11 kg c) 12 kg d) 13 kg e) 14 kg
Outras unidades
Patm = 1 atm
= 76 cmHg
= 1 x 105 N/m²
Pascal (Pa) = N/m²
Obs.: A pressão atmosférica diminui com a atitude.
Pressão Total ou Absoluta
É a soma algébrica da
pressão hidrostática
com a pressão
atmosférica local. h
Pressão Atmosférica
PT = Ph + Patm
Teorema de Stevin
Δh
“A diferença de pressão entre dois pontos no interior de um
líquido é diretamente proporcional ao desnível vertical entre
eles, em relação à superfície livre de um líquido”.
Pontos em um mesmo nível sofrem a
mesma pressão.
Líquidos Imiscíveis
Líquidos imiscíveis, pela
ação da gravidade,
posicionam-se de tal forma
que o mais denso ocupa
sempre a posição mais
inferior em relação aos
menos densos.
óleo
água
mercúrio
São líquidos que não se misturam devido à natureza
de suas moléculas (polar ou apolar).
Tubos em U
Quando dois líquidos
imiscíveis são colocados num
mesmo recipiente, eles se
dispõem de modo que o
líquido de maior densidade
ocupe a parte de baixo e o de
menor densidade a parte de
cima . A superfície de
separação entre eles é
horizontal.
Tubo aberto
Δh
Patm
PG = PH + Patm
PG = d.g.h + Patm
Uma variação de pressão num ponto no
interior de um líquido homogêneo e em
equilíbrio se transmite integralmente a todos
os pontos do líquido. É utilizado na prensa
hidráulica.
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A
F
A
F
No elevador hidráulico representado na figura, os
êmbolos E1 e E2, de pesos desprezíveis, têm áreas
respectivamente iguais a 80 cm2 e 800 cm2. Qual é
a intensidade da força F necessária para sustentar
um automóvel de peso P = 12000 N?
Para o sistema em equilíbrio representado abaixo,
calcule a pressão do gás sabendo que a pressão
atmosférica é 1,0 .105 Pa,
g = 9,81 m/s² e a densidade do mercúrio
é igual a 13600 kg/ m³.
Exercícios
Dois líquidos imiscíveis A e B, de densidades
dA = 0,90 g/cm³ e dB = 2,4 g/cm³, estão em
equilíbrio num tubo em U como ilustra a figura.
Calcule o desnível h entre as superfícies livres
dos dois líquidos.