hidrostática

Hidrostática• Um sólido tem forma e volume definidos;• Um líquido apresenta volume definido mas toma a forma do recipiente que o contém;• Um gás assume a forma e o volume do recipiente que o contém.

Hidrostática•Um sólido (corda) é capaz de transmitir força de tração;• Líquidos em equilíbrio só trocam forças normais;• A transmissão da força nos líquidos se dá em todas as direções e em todos os sentidos.

HIDROSTÁTICA Densidade:

33

3

33

101

mkg d ; m v ; kg m

: S.I. No

mkg

cmg

v

md

HidrostáticaPressão média – Considerações

físicas

• No dedo que aperta a extremidade pontuda do lápis, você sentirá dor.


físicas• O peso do elefante está distribuído sobre

as quatro patas.

• O peso do elefante está distribuído em

duas patas.


físicas• Agora, o peso do elefante está distribuído

em uma única pata.

HIDROSTÁTICA: PRESSÃO MÉDIA - DEFINIÇÃO

Pressão Média:

Paatm

Pa

A

Npm

5

22

1,013.10 1

mN d ; m A ; N N

: S.I. No

Hidrostática:Instrumento de medida

• Manômetro : mede a pressão de

um gás;• Barômetro: mede

a pressão atmosférica;

HidrostáticaPressão Atmosférica

Considerações iniciais:

A camada de ar que envolve nosso

planeta constitui um “oceano de gás”, dentro do qual estamos

“mergulhados”;

HidrostáticaPressão Atmosférica

• O peso do êmbolo é equilibrado pela força

exercida pelo ar;• O peso da coluna de

ar acima da porção estudada é equilibrado

pela força exercida pelo ar dessa porção.

Hidrostática: Pressão hidrostático em um ponto

Um cilindro imaginário no interior do líquido, em que o ponto X é o centro da base.


Na horizontal, as forças normais se equilibram.


A intensidade da normal aplicada sobre a “tampa” tem a mesma intensidade do peso da coluna de

líquido.


alturahgravidadegdensidadedpressãoP

hgdPA

ghAdP

hAVA

gVdpVdm

V

md

A

gmpgmPN

A

Np

m

mm

;;;

..

...

...

.

..


A forma e o valor da área da base inferior da coluna de líquido não interferem no cálculo da

pressão exercida pelo líquido.


A escolha da área que contém X não interfere no cálculo da pressão do líquido sobre o ponto.

Hidrostática: Teorema de Stevin

hgdppx ..sup


ABAB

ABBA

BatmBAatmA

hgdpp

hhgdpp

hgdpphgdpp

..

).(.

....

A pressão no ponto B é maior que a pressão no ponto A.

A e B estão submetidos à mesma pressão.


• No interior de um mesmo líquido: profundidades iguais apresentam pressões hidrostáticas iguais.

• A pressão hidrostática não depende da forma do recipiente.

Hidrostática: Horror ao vácuo

• Como bombear a água para o reservatório?• A altura máxima atingida pela água, quando se usa uma bomba

de aspiração, é de, aproximadamente, 10 metros.

Hidrostática: A experiência de torricelli

• O líquido sobe no cano porque a pressão externa é maior que a pressão interna;

• Quando o líquido desce pelo tubo, na sua parte superior forma-se o vácuo, em que a pressão é nula.

Hidrostática: Barômetro de mercúrio

Hidrostática: Vasos Comunicantes

Hidrostática: Teorema de pascal

1

12

'2

1

1'2

1

1'1

1

1212

..

......

A

Fpppp

hgdA

Fpp

A

Fpp

A

FhgdPhgdpphgdpp

atmatm

atm

O acréscimo de pressão em um ponto de um líquido em equilíbrio é igualmente transmitido para todos os outros pontos.

Hidrostática: Aplicações do teorema de pascal

hgdA

F

hgdpA

Fp

pp

atmatm

BA

..

..

1

1

1

1

• Sistema hidráulico;• O aumento de pressão imposto no

cilindro 1 é equilibrado pela pressão da coluna de liquido no cilindro 2.

Hidrostática: aplicações do Teorema de pascal

2211 .. hAhA

O volume de liquido que diminui no cilindro mesmo que aumenta no cilindro 2.

Hidrostática: aplicações do Teorema de pascal

2

2

1

1

A

F

A

F

O aumento de pressão em um cilindro é equilibrado pelo aumento da pressão do outro.

Hidrostática: aplicações tecnológicas

Elevador hidráulico semelhante ao utilizado em postos de gasolina

Hidrostática: aplicações tecnológicas

Freio Hidráulico

Empuxo – Direção e sentido

Forças que o líquido aplica sobre o bloco.

Empuxo – Direção e sentidoEmpuxo é a perda aparente de peso dum objeto imerso ou

submergido num fluido.

Também é uma força que o líquido aplica sobre um corpo.

É vertical e para cima

Empuxo – Intensidade

Corpos de mesmo volume, mas com pesos diferentes estão submetidos ao mesmo empuxo.


Corpo hipotético constituído do mesmo líquido que o envolve.


Todo corpo mergulhado num líquido em equilíbrio recebe deste líquido a ação duma força vertical e para cima – denominada empuxo – de intensidade igual ao peso do

líquido deslocado.

Empuxo - Intensdade

gVdE

VdmgmE

PE

LDL

LDLLDLD

LD

..

..

Caso do corpo totalmente imerso em líquido

equilíbrioempermanececorpoPPdd

emergeouflutuacorpoPPdd

submergeouafundacorpoPPdd

gvdgmEEmpuxo

gvdgmPcorpodoPeso

LcLc

LcLc

LcLc

LDLLD

cccc

:

:

:

..:

...:

.

Aplicação tecnológica: Submarino

Caso do corpo flutuando sobre um líquido(volume do líquido deslocado ≠ do volume do corpo)

L

c

C

L

LLcc

Lc

Lcc

d

d

V

V

VdVd

mm

gmgmEP

..

..

Traduzindo: a fração imersa do corpo que flutua, em equilíbrio, corresponde à densidade relativa do corpo em

relação ao líquido.

hidrostática

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