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Pressão e Estáticas do Fluído
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Pressão e Estáticas do Fluído
A pressão é definida como uma força normal exercida por um fluido por unidade de área
- pressão absoluta: A pressão real em determinada posição
- pressão manométrica: a diferença entre a pressão absoluta e a pressão atmosférica local
- pressões de vácuo: pressões abaixo da pressão atmosférica
Pressão em um Ponto
- a pressão em um ponto de um fluido tem a mesma intensidade em todas as direções.
- uma quantidade escalar
- ∑Fx=ma_x=0: P1 ∆z - P3 l senθ=0
- ∑Fz=ma_z= 0 : P2 ∆x - P3 l cos θ - 1/2 pg ∆x ∆z =0
- P1 - P3 = 0
- P2 - P3 - 1/2 pg∆z=0
- P1 = P2= P3 = P, independente do ang
- P2 - P3 - 1/2 pg∆z=0
- P1 - P3 = 0
A pressão de um fluido aumenta com a profundidade, porque mais fluido se apóia nas camadas inferiores, e o efeito desse “peso extra” em uma camada mais profunda é equilibrado por um aumento na pressão
Lei de Pascal
- Uma consequência da pressão de um fluido permanecer constante na direção horizontal é que a pressão aplicada a um fluido confinado aumenta a pressão em todo o fluido na mesma medida
Equação Básica dos fluídos
- d(→Fp) = - (→∇P) dxdydz
- Força resultante devido a pressão
- Outras forças que atuam:
- Força gravitacional
- Força eletromagnética
- Força de tensão de cisalhamento
- ∆→a = - →∇P + ∆→g + →fτ
- Equação Básica da Estática dos fluídos:
- →∇P = p→g
- d(→Fp) = - (→∇P) dxdydz
Distribuição de Pressão
- fluído em repouso:
- ∫_P1^P2 dp=- ∫_z1^z2 ρg dz=>P2-P1= ∫_z1^z2 ρg dz
- líquido em repouso:
- P2-P1= -γ (z2-z1)
- gás em repouso:
- Atmosfera isoterma
- Atmosfera ñ é uma isoterma em todas as regiões
- fluído em repouso:
Forças Hidrostáticas em superfícies planas
- Força resultante
- exige a determinação da intensidade, do sentido e da linha de ação da força
- Fr =( Po +pg hc) A -> Fr= Pc . A, ou seja, Pressão no centróide x Área
- Centro de pressão
- Em uma superfície plana, as forças hidrostáticas formam um sistema de forças paralelas, e com frequência precisamos determinar a intensidade da força e seu ponto de aplicação
- Equilíbrio dos Torques
- teorema de varignon
- Yp= yc + (Ixx,c)/((Po/pgsenθ + yc)A) - Comp. y do centro de pressão
- Usa - se o mesmo argumento para o eixo x, mas que geralmente é zero
- Força resultante
Forças Hidrostáticas em Superfícies Curvas
- Determinação da força resultante
- Usar a 3° Lei de Newton para calcular a força resultante (Intensidade)
- Fr = √(FH2 + FV2)
- onde FH e FV são encontrados a partir das condições de equilíbrio do elemento de fluido.
- Determinação do ponto de Aplicação
- Para um único arco de curvatura
- força resultante passa pelo centro curvatura do arco
- tgθ = FV FH ⟹ θ = arctg ( FV FH ), onde o ang θ é a direção
- força resultante passa pelo centro curvatura do arco
- superfície com várias curvaturas
- segmenta- se a superfície curva em vários arcos de curvaturas
- e aplica- se o método para um único arco e encontra-se a direção da força resultante final.
- segmenta- se a superfície curva em vários arcos de curvaturas
- Para um único arco de curvatura
- Determinação da força resultante
Flutuação e Estabilidade
- Flutuação: força que tende a levantar o corpo
- é causada pelo aumento da pressão em um fluido com a profundidade
- Princípio de Arquimedes: A força de flutuação sobre um corpo imerso em um flu id o é igual ao peso do flu íd o deslocado pelo corpo, e age para cim a no centróide do volum e deslocado.
- a fração de volume submersa de um corpo flutuante é igual à razão entre a densidade média do corpo e a densidade do fluido
- Estabilidade: Um fluido é estável quando existir um certo equilíbrio entre as forças externas, de inércia e viscosas que agem sobre ele
- Estável
- Neutralmente estável
- instável
- Para um corpo imerso ou flutuante em equilíbrio estático, o peso e a força de flutuação que agem sobre o corpo se equilibram, e tais corpos são inerentemente estáveis na direção vertical
- A estabilidade rotacional de um corpo imerso depende dos locais relativos do centro de gravidade G do corpo e do centro de flutuação B, que é o centróide do volume deslocado.
- Uma perturbação rotacional do corpo em tais casos produz um momento de restauração para retomar o corpo à posição estável original.
- Flutuação: força que tende a levantar o corpo
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- Mindmap am Pressão e Estáticas do Fluído, erstellt von Nicole Martins am 28/06/2021.
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- Nicole Martins
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