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ROSIMEIRE FERNANDES FERREIRA

MECNICA DE FLUIDOS E ALGUMAS APLICAES

JI-PARAN-RO

2010

1

ROSIMEIRE FERNANDES FERREIRA

MECNICA DE FLUIDOS E ALGUMAS APLICAES

Prof. Dr. WALTER TRENNEPOHL JUNIOR

Orientador

JI-PARAN-RO, JULHO DE 2010.

2

FUNDAO UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDNIA

DEPARTAMENTO DE FSICA DE JI-PARAN - DEFIJI

CAMPUS DE JI-PARAN

ROSIMEIRE FERNANDES FERREIRA

MECNICA DE FLUIDOS E ALGUMAS APLICAES

Trabalho de Concluso de Curso submetido

ao Departamento de Fsica da Universidade

Federal de Rondnia - Campus de Ji-Paran,

como parte dos requisitos para obteno do

ttulo de graduao em Licenciatura Plena

em Fsica.

JI-PARAN, JULHO DE 2010.

3

MECNICA DE FLUIDOS E ALGUMAS APLICAES

ROSIMEIRE FERNANDES FERREIRA

Este trabalho de concluso de curso foi julgado adequado para a obteno do ttulo de

graduao em Licenciatura Plena em Fsica, sendo aprovado em sua forma final em

19/07/2010, pelo Departamento de Fsica da Universidade Federal de Rondnia Campus de

Ji-Paran.

Banca Examinadora:

_______________________________________

Prof. Dr. Walter Trennepohl Junior

Orientador - UNIR

________________________________________

Prof. Ms. Francisco Cndido

Membro UNIR

________________________________________

Prof. Dr. Carlos Mergulho Junior

Membro UNIR

4

DEDICATRIA

Ao Deus Eterno! Por me amar, me resgatar atravs de Seu filho e sempre estar comigo,

pois digno s, Senhor, de receber glria, e honra, e poder; porque tu criastes todas as

coisas, e por tua vontade so e foram criadas. Apocalipse 4:11. Te amo querido!

minha famlia querida, principalmente aos meus pais Ezequiel e Lia, pelo amor, pelo

carinho, pelo cuidado e estmulo que me ofereceram. Aos meus irmos Emerson,

Leondas, Pmela, ao pequeno Ricardinho e s lindas Aline e Rayanne tambm, por

estarem comigo sempre. Meus amores! Minha Base!

Ao meu primo Edson Fernandes da Silva. No me esqueo da sua parte nisso querido!

preciosa Igreja que me ensina desde muito antes de eu chegar aqui! Estou voltando

ativa amada!

Aos meus amigos, pelo apoio nos estudos, pelos bons risos juntos e acima de tudo por

ficarem no meu corao me ensinando importncias alm da Fsica. Quero sempre

abenoar vocs!

Aos meus professores na UNIR Campus de Ji-Paran. Vocs so especiais para mim!

5

AGRADECIMENTOS

Agradeo ao Prof. Dr. Walter Trennepohl Junior pela orientao, compreenso e

ateno no decorrer deste trabalho.

Agradeo ao Prof. Dr. Judes Gonalves dos Santos pelo apoio sempre.

Agradeo ao meu amigo e irmo Ronaldo Soares Muller.

Aos meus amigos da Cmara Municipal de Ji-Paran.

Agradeo ao CEULJI Centro Universitrio Luterano de Ji-Paran pelos livros

emprestados.

Agradeo ao Departamento de Fsica de Ji-Paran pelo apoio institucional.

Agradeo aos professores desta graduao.

6

RESUMO

Este trabalho apresenta de forma terica seu tema central que so os fluidos. Dentro

deste tema, atravs de pesquisas bibliogrficas, expomos, por exemplo, sobre densidade,

compressibilidade e viscosidade, que so propriedades de fluidos e que so levadas em

considerao principalmente quando se trata de um fluido real. Algumas consideraes so

feitas sobre as foras / tenses que podem atuar sobre um fluido, principalmente sobre a

tenso de cisalhamento, que a que pode causar escoamento de um fluido. Tambm sero

apresentados neste trabalho alguns princpios dentro da Mecnica de Fluidos como os de

Pascal, Arquimedes e Stevin. Pelo apreo biofsica, em alguns momentos feita referncia

sobre aspectos de fluidos vitais como a gua e o sangue.

Palavras-Chave: Fluido, Presso, Escoamento, Viscosidade, Tenso.

7

ABSTRACT

This paper presents by the theoretical way its central theme is that the fluids. Within

this theme through literature searches, we show, for exemple, on density, viscosity and

compressibility, properties that are fluid and are taken into consideration especially when it

comes to a real fluid. Considerations are made about the strength / stress that can act on a

fluid, especially on the shear stress, which is what can cause fluid flow. Will also be presented

in this paper some principles in the Fluid Mechanics such as Pascal, Archimedes and Stevin.

Due the appreciation to the biophysics at times reference is made about aspects of vital fluids

such as water and blood.

KEY WORDS: Fluid, Pressure, Flow, Viscosity, Strains.

8

Quanto ao Senhor, seus olhos passam por toda

a terra, para mostrar-se forte para com aqueles

cujo corao totalmente dele

II Crnicas 16:9

9

SUMRIO

INTRODUO .................................................................................................................. 13

1- FLUIDOS ...................................................................................................................... 14

1.1 CARACTERSTICAS DOS FLUIDOS .................................................................. 14

1.1.1 Densidade .......................................................................................................... 15

1.1.2 Compressibilidade ............................................................................................. 16

1.1.3 Viscosidade ........................................................................................................ 16

1.1.3.1 Viscosidade da gua .................................................................................. 18

1.2 TIPOS DE FLUIDOS ............................................................................................... 19

1.2.1 Fluidos Reais ..................................................................................................... 19

1.2.2 Fluidos Ideais ..................................................................................................... 20

2 MECNICA DOS FLUIDOS ........................................................................................ 21

2.1 HIDROSTTICA ................................................................................................ 21

2.1.1 Foras Volumtricas e Foras Superficiais .................................................. 21

2.1.2 Segunda Lei de Newton ................................................................................. 22

2.1.3 Isotropia de Presso ..................................................................................... 22

2.1.4 Diferena de Presso Entre Dois Pontos ...................................................... 24

2.1.5 Vasos Comunicantes ..................................................................................... 25

2.1.6 Teorema de Stevin ......................................................................................... 26

2.1.7 Presso Atmosfrica ...................................................................................... 27

2.1.8 Presso Relativa ............................................................................................ 28

2.1.9 Unidades de Presso ...................................................................................... 28

2.1.10 Princpio de Pascal ...................................................................................... 29

2.1.10.1 Prensa Hidrulica ......................................................................... 30

2.1.11 Princpio de Arquimedes ............................................................................ 31

2.1.11.1 Peso Aparente ............................................................................... 32

2.1.12 Tenso Superficial ....................................................................................... 33

2.2 PRESSES NO CORPO HUMANO .................................................................. 34

2.2.1 Presso Sangunea .......................................................................................... 34

10

2.2.2 Medio da Presso Arterial ......................................................................... 36

2.2.3 Presso Intra-Ocular ..................................................................................... 37

2.3 HIDRODINMICA ............................................................................................. 38

2.3.1 Tipos de Escoamento ..................................................................................... 38

2.3.2 Tenso Tangencial ou de Cisalhamento ....................................................... 39

2.3.3 Taxa de Cisalhamento ................................................................................... 40

2.3.4 Definio de Viscosidade................................................................................ 41

2.3.5 Campo de Velocidade ................................................................................... 42

2.3.6 Linhas de Corrente ....................................................................................... 42

2.3.7 Tubo de Corrente ...................................................................................