Aula 2Aula 2: Estática dos Fluidos – Parte 2

Princípio de Arquimedes e Tensão Superficial

Física Teórica IIFísica Teórica II

Prof. Anibal Livramento da Silva Netto

Colegiado de Engenharia Mecânica

(CENMEC)

Breve revisãoBreve revisãoBreve revisãoBreve revisão

Tipos de tensão

(a) normal de tração

(b) tensão normal ou

pressão

(c) tensões de

cisalhamento

Propriedades dos Fluidos: respostas a tensões

� A diferença fundamental entre sólidos e fluidos

está na forma de responder às tensões tangenciais

(ou de cisalhamento).(ou de cisalhamento).

� Fluidos reais opõem resistência ao escoamento

(ou deslizamento relativo de camadas

adjacentes): viscosidade do fluido.

� A viscosidade do fluido depende da taxa de

variação espacial da velocidade relativa de

deslizamentos.

Densidade e Massa Específica

Quando o corpo é maciço e homogêneo, feito de Quando o corpo é maciço e homogêneo, feito de

uma só substância, massa específica e densidade uma só substância, massa específica e densidade

representam a mesma coisa.representam a mesma coisa.

Forças sobre um fluido: volumétricas e superficiais

Forças volumétricasForças volumétricas: de longo alcance, atuam sobre todos os

pontos do meio contínuo. Força resultante sobre um

elemento de volume é proporcional ao volumeproporcional ao volume.elemento de volume é proporcional ao volumeproporcional ao volume.

Forças superficiaisForças superficiais: interatômicas, de curto alcance. Atuam na

interface entre porções adjacentes de fluido. A força

superficial sobre um elemento de superfície é

proporcional à área desse elemento, e a força por unidade de

área corresponde à tensão.

Fluido incompressível no campo gravitacional: Lei de Lei de StevinStevin e Princípio de PascalPrincípio de Pascal

Pressão em uma porção de fluido aumenta

com a profundidade. Lei de Lei de StevinStevin

Uma variação de pressão aplicada em um fluido confinado

é transmitida, sem redução, a todos os pontos do fluido e

às paredes do recipiente.

Princípio de PascalPrincípio de Pascal

Seguindo em frente...Seguindo em frente...Seguindo em frente...Seguindo em frente...

Princípio de Arquimedes e Empuxo

UmUm corpocorpo totaltotal ouou parcialmenteparcialmente mergulhadomergulhado emem

umum fluidofluido sofresofre umum empuxoempuxo dede baixobaixo parapara

cimacima igualigual aoao pesopeso dodo fluidofluido porpor eleele

deslocadodeslocado.

Arquimedes e a coroa do rei Herão de Siracusa (lenda contada por Vitrúvio)

Exercícios

22-- Um bloco maciço de chumbo, de 200 g, e um bloco maciço de cobre,

de 200 g, estão totalmente imersos em um aquário cheio de água.

Cada bloco está suspenso por um cordão, logo acima do fundo do

aquário. Considerando que a densidade do cobre é menor do que a doaquário. Considerando que a densidade do cobre é menor do que a do

chumbo, qual das afirmativas seguintes é verdadeira?

(a) A força de empuxo sobre o bloco com mais denso é maior do que a

força de empuxo sobre o bloco menos denso.

(b) A força de empuxo sobre o bloco menos denso é maior do que a

força de empuxo sobre o bloco mais denso.

(c) A força de empuxo é a mesma para os dois blocos.

Tensão Superficial

Referências

TIPLER, P. A., Física para cientistas e engenheirosFísica para cientistas e engenheiros, volume 1: mecânica, oscilações e ondas, termodinâmica, LTC (Rio de mecânica, oscilações e ondas, termodinâmica, LTC (Rio de Janeiro), 6ª edição, 2009.

NUSSENZVEIG, H. M., Curso de Física BásicaCurso de Física Básica, volume 2, Edgard Blücher (São Paulo), 4ª edição, 2002.