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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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Hidrostática
Compressibilidade;
Resistência ao corte;
Forma e Volume;
Densidade;
Ponto de fluidez – temperatura ;
Resistência ao movimento – viscosidade;
Espaço molecular.
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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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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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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
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.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
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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;
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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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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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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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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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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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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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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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
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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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“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.
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