Física Hidrostática I

O que é hidrostática?

Hidrostática é o ramo da física que estuda os fluidos, estando eles em repouso e sob a ação de um campo gravitacional constante. Vale salientar que vários aspectos da hidrostática estão presentes no cotidiano os quais serão vistos posteriormente.

Substância que pode escoar facilmente, não tem forma própria e tem a

capacidade de mudar de forma ao ser submetido à ação e

pequenas forças. Referem-se portanto, a líquidos e gases.

PressãoDe forma resumida, pode-se definir pressão como uma grandeza escalar (desprovida de direção e sentido, portanto) resultante da razão entre o módulo de uma força e a área de contato que atua.

• Unidade de Pressão: N/m³ ou Pascal (Pa)

P = Força

Área de aplicação da forçaPressão

Uma das técnicas para não afundar na neve é utilizar as chamadas raquetes de gelo,

aumentando a área de contato homem-solo , diminuindo, portanto, a pressão exercida sobre o chão.

A esteira em um tanque de guerra possibilita sua passagem em local lamacento pois aumenta a área de contato tanque-solo, diminuindo a pressão sobre o mesmo.

Ao comprimir uma tacha, a ponta de tal objeto ao ser apertado provoca dor em quem

aperta pois a área de contato dedo-tacha é pequeno, aumentando a pressão,

o que não acontece com a outra extremidade, em que a área de contato é maior provocando

menor pressão e menor dor no polegar.

Física no cotidiano

Área e Pressão: Grandezas Inversamente proporcionais

Força e Pressão: Grandezas Diretamente proporcionais

F P ou F P*Área constante

A P ou A P*Força constante

Densidade e Massa Específica Densidade: A razão entre a massa de um corpo e o volume que ocupa no espaço

Massa específica: A razão entre a massa do corpo e o volume que contem

d = DensidadeMassa do objetoVolume do objeto

substância

μ = Massa específicaMassa do corpoVolume da substância

Em massa específica, despreza-se o volume da parte oca do corpo. Em

líquidos, densidade e massa específica são iguais.

Unidade: kg/m³d água = 1 g/cm³ = 1000 kg/m³

Pressão atmosférica (Patm)Pressão da atmosfera terrestre na superfície terrestre.Patm = 1,01 10 N/m³ ou Pa (Pascal). 5

1 atm: Pressão normal

Menor pressão atmosférica

Maior pressão atmosférica

Em outras palavras, a pressão atmosférica depende da altitude,

logo, quanto maior a altitude menor a pressão e quanto menor

a altitude maior a pressão atmosférica.

Em Belo Horizonte, cidade situada

a 852 m há menor pressão atmosférica

que Fortaleza, localizada ao nível do mar

Pressão hidrostáticaConsidere a seguinte situação:

Recipiente com água até a altura htendo inserido dentro da água umcilindro, preenchido com água, talcilindro, será o objeto de estudo.

Atua sobre o cilindro a chamadaforça hidrostática, exercida pela

água, no fundo do cilindro.

Peso c

FH

Pc =

Pc =

h

d =

m = d

Pc = d g A

*

*Volume no cilindro = A h∙

Pc =

PHidrostática = d g h∙ ∙

Paredes mais grossas são utilizadas no fundo de açudespois quanto mais se afunda, portanto, quanto mais se aumenta profundidade, aumenta-se a pressão sendonecessárias tais paredes mais espessas, para suporta-

rem tal aumento de pressão.

PHidrostática = densidade gravidade profundidade∙ ∙

Pontos de um mesmo líquido na mesmaSuperfície horizontal estão submetidos

à mesma pressão. São as zonas de super-fície isobárica.

Teorema de StevinPressão exercida em um corpo B = Pressão exercida em um corpo A + Pressão hidrostática

A

B