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HIDROSTTICAMECNICA DO FLUIDOS

O homem est sempre disposto a negar tudo aquilo que no compreende.PascalHIDROSTTICA o ramo da Fsica que estuda os fluidos (lquidos e gases) em repouso.

Densidade absoluta ou Massa Especfica de um corpo (d ou m)

Massa Especfica de algumas substncias: m gua = 1 g/cm3 = 1000 kg/m3 m mercrio = 13,6 g/cm3 = 13600 kg/m3 m ouro = 19,3 g/cm3 = 19300 kg/m3 m ar = 0,0013 g/cm3 = 1,3 kg/m3

Observao:Se o corpo for macio e homogneo m substncia = m corpoSe o corpo for oco m substncia > m corpo 1 g / cm3 = 103 kg/m3

Unidades:S.I - Kg/m3Usual g/ cm3

1m3 1000L Mede a relao entre a massa e o volume de um corpo. Presso (P)Mede a distribuio das foras numa determinada rea.

Unidade no S.I. N / m2 = pascal (Pa)

1 Pa = 1 pascal = 1 N / m2A presso : Diretamente proporcional fora; Inversamente proporcional rea de aplicao.

PRESSES NO COTIDIANO:

Amolar uma faca,significa diminuir a rea de corte e aumentar a presso sobre o objeto que se quer cortar. O rastro de objetos e animais

PRESSES NO COTIDIANO:6

O ar, como qualquer substncia prxima Terra, atrado por ela, isto , o ar tem peso. Em virtude disto, a camada atmosfrica que envolve a Terra, atingindo uma altura de dezenas de quilmetros, exerce uma presso sobre os corpos nela mergulhados. Esta presso denominada Presso Atmosfrica.

Vivemos no fundo de um oceano de ar e esse oceano, como a gua de um lago, exerce presso nos corpos nele imersos. medida que subimos uma montanha, a presso exercida pelo ar se torna menor, pois o peso do ar se reduziu (a quantidade ar acima de ns menor).

Por isso, a grandes altitudes a presso bastante reduzida, forando os escaladores de montanha a tomar precaues.

A Presso Atmosfrica

1 atm = 1,00 x 105 N/m2 = 100.000 N/m2 (Pa)

Gravura de Gaspar Schott (1608 - 1666), executada em 1657, reproduzindo a experincia dos hemisfrios de Magdeburgo.

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PRESSO ATMOSFRICA NO COTIDIANO:9Os fluidos ( lquidos e gases) sempre se desloca da regio de maior presso para a regio de menor presso.PRESSO ATMOSFRICA NO COTIDIANO:

Ao se tomar um refrigerante num copo com canudo, o lquido sobe em direo sua boca, em virtude de a pressoatmosfrica ser maior que a presso na boca e "empurrar" o lquido no canudo, quando se aspira, e retira o ar do tubo.

Na garrafa trmica representada pela figura, uma pequena sanfona de borracha(fole), ao ser pressionada suavemente, empurra o ar contido em seu interior, sem impedimentos, para dentro do bulbo de vidro, onde um tubo vertical ligando o fundo do recipiente base da tampa permite a retirada do lquido contido na garrafa.

PRESSO ATMOSFRICA NO COTIDIANO:

No caso do furo na lata de leo, com apenas um furo, a presso atmosfrica exercida sobre a tampa impede a sada do lquido, visto que a sada de leo abaixaria a presso interior e foraria a volta desse leo para dentro da lata. J com dois furos, medida que um pouco de leo sai por deles, entra ar pelo outro. A presso sobre o leo e a dele prprio ficam maiores que e externa, forando o leo a escapar.PRESSO ATMOSFRICA NO COTIDIANO: Dois furinhos na lata

Presso Hidrosttica (PH) ou presso efetiva a presso exercida pelo peso de uma coluna lquida em equilbrio.

A presso hidrosttica depende:Da massa especifica(m) do lquido Da altura h da coluna liquidaDa acelerao da gravidade .Unidade no S.I. N / m2 = pascal (Pa)

Presso absoluta ou total (PT) a soma da presso atmosfrica e a presso exercida pela coluna lquida em equilbrio. PT = PAtm + m g hExemplo:Calcular a presso total sobre o mergulhador que est a 30m de profundidade no mar.

PT = P Atm + g h PT = 1.105+103x10x30 Densidade da gua do mar 1,0.103kg/m3PT = 1.105 + 3 .105 PT = 4.105N/m2ou PT = 4 atm

Teorema de Stevin

A diferena de presso entre dois pontos de um fluido em repouso igual a presso da coluna liquida entre eles.Consideremos um lquido homogneo e em equilbrio, sob a ao da gravidade. Consideremos ainda, dentro do lquido, dois pontos A e B cujo desnvel Dh.

PB- PA = m g D hComo consequncia da lei de Stevin, podemos afirmar que pontos de um mesmo lquido em equilbrio, que estejam no mesmo nvel, tm a mesma presso.

PX = PY = PZ

TEOREMA DE STEVIN

A superfcie de um liquido em repouso, contido em vasos comunicantes, mantm se na mesma horizontal, no importa a forma que os vasos tenham, a presso s depende da profundidade.Teorema de Stevin no cotidiano

Teorema de Stevin no cotidianoVejamos agora outro exemplo, porm agora com dois lquidos homogneos, representados por gua(A) e leo(B) que no podem se misturar:Se o sistema estiver em total equilbrio e sob a ao da gravidade, conseguiremos igualar as presses tanto no ponto 1 como no ponto 2.Vasos comunicantes

12hAhBP1 = P2P Atm + mA g hA = PAtm + mB g hB mA g hA = mB g hB mA hA = mB hBNa figura abaixo est representado um tubo em U com gua e leo em equilbrio. Sendo dada a densidade da gua, mA=1,0 g/cm3, a altura da gua , hA = 8,0 cm, e a altura do leo , ha= 10cm, determine a densidade desse leo.

Exemplo de vasos comunicantes mA hA = mo ho 1,0 . 8,0 = mo 10 mo = 8,0 / 10 mo = 0,8 g /cm3

Experincia de Torricelli23

TEOREMA DE PASCAL

A prensa hidrulica consta de dois recipientes cilndricos que se intercomunicam, providos de mbolos cujas seces tem reas A1 e A2 diferentes. Prensa HidrulicaAo aplicar uma fora F1 sobre a rea(A1) do mbolo menor, ocorre uma variao de presso que transmitida para o embolo maior e aparece sobre a rea(A2)uma fora F2 .

Como DP1 = DP2A1A2

DV1 = DX1 . A1 e DV2 = DX2 . A2DV1 = DV2 DX1 . A1 = DX2 . A21.Uma das aplicaes do princpio est nos sistemas hidrulicos de mquinas e pode ser observado tambm na mecnica dos sistemas de freios dos automveis, onde um cilindro hidrulico utiliza um leo para multiplicar foras e atuar sobre as rodas, freando o automvel.2. Outra aplicao so as prensas hidrulicas, que permitem multiplicar as foras em um sistema, utilizando mbolos de diferentes sees de rea movidos por lquidos compressveis. Podemos ver esse princpio fsico nos elevadores de postos de gasolina e de oficinas mecnicas, para troca de leo, e em acionadores de caminhes basculantes e prensas industriais de diversas aplicaes.Teorema de Stevin no cotidiano

Teorema de Arquimedes Um corpo total ou parcialmente mergulhado em um fluido(liquido ou gs) em equilbrio recebe dele uma fora (chamada empuxo) vertical, de baixo para cima, de mdulo igual ao mdulo do peso da quantidade de fluido deslocado pelo corpo.

E = Pliquido deslocado

E= mliquido deslocado. g como m = m. v

E = m liq. V imerso . gE ( EMPUXO)P (PESO DO CORPO)

PC = mc . gPc = mc .vc . gPeso do corpo

Teorema de Arquimedes no cotidianoE = m liq. V imerso . g

Massa especifica (densidade) dos lquidos.gua salgadagua doce

volume do liquido deslocado (imerso).

Quando voc estiver de barriga para cima na gua, inspire uma certa quantidade de ar a mais. Voc perceber que o seu corpo passar a flutuar com mais facilidade.

Relao entre o peso do corpo e o empuxo1. m corpo > m lquido( PC > E)2. m corpo = m lquido (PC = E)3. m corpo < m lquido (PC < E)Fr = m . aPc E = m .a E = m liq. V imerso . g Pc = mc .vc . gFr = m . aE Pc = m .a Fr = 0Pc = E

Condies para um corpo afundar ou flutuar em um fluido corpo afundar no lquido

o corpo permanecer na posio em que for abandonado no lquido

corpo subir e ficar flutuando numa posio em equilbrioSubmarinos Ficando mais denso, por adio de gua em seus tanques, eles descem.

Os icebergs

Os icebergs so grandes massas de gua no estado slido, que se deslocam seguindo as correntes martimas nos oceanos. Em geral, a ponta do iceberg corresponde a menos de 10% do volume total do mesmo.

O gelo tem uma densidade ligeiramente menor do que a gua, prxima do ponto de fuso da mesma. Assim, os icebergs flutuam devido menor densidade do gelo.

dgua = 1,0 Kg/L e dgelo = 0,9 Kg/L 1. Corpos flutuando E = Pc mL. Vi. g = mc. g mL. Vi= mc. Vc

Vi / Vc= mc/ mL= 0,9/1,0 Vi/ Vc= 0,9

Vimerso = 90% VcE ( EMPUXO)P (PESO DO CORPO)