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FLUIDOSTÁTICA
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FLUIDOSTÁTICA
DENSIDADE
- DENSIDADE É UMA GRANDEZA ESCALAR DEFINIDA POR: d=m/v
- UNIDADES: kg/m³ (SI); g/cm³; kg/l
- QUANDO O CORPO É MACIÇO E HOMOGÊNEO, A RELAÇÃO ENTRE A MASSA m E O VOLUME v DEFINE A MASSA ESPECIFICA (M) DA SUBSTÂNCIA DE QUE É FEITO O CORPO, CONFUNDINDO-SE, ENTÃO, COM SUA DENSIDADE:
- M = d = m/v
- DESSE MODO USANDO UMA ÚNICA SUBSTÂNCIA ( COM SUA MASSA ESPECÍFICA CARACTERÍSTICA), PODEMOS FAZER VÁRIOS CORPOS DE DENSIDADES DIFERENTES, DEIXANDO ESPAÇOS "VAZIOS" ( OCUPADOS POR AR) NO SEU INTERIOR.
- A ÁGUA A 4°C TEM UMA MASSA ESPECÍFICA OU DENSIDADE (SUPONDO-A HOMOGÊNEA) QUE É FREQUENTEMENTE ADOTADA COMO PADRÃO DE REFERÊNCIA. SEU VALOR, NAS VÁRIAS UNIDADES, É:
- dágua = 1g/cm³ = 1kg/l = 1.10³kg/m³
- CHAMAMOS DENSIDADE RELATIVA DE UM CORPO OU DE UMA SUBSTÂNCIA TOMADA COMO REFERÊNCIA.
- dr = d'/d"
- A DENSIDADE RELATIVA É UMA GRANDEZA ADIMENSIONAL.
TEOREMA DE ARQUIMEDES
- VÁLIDO PARA CORPOS MERGULHADOS EM QUALQUER FLUIDO EM EQUILÍBRIO. ESTABELECE QUE:
- UM CORPO IMERSO, PARCIAL OU TOTALMENTE, NUM FLUIDO EM EQUILÍBRIO SOFRE A AÇÃO DE UMA FORÇA COM AS SEGUINTES CARACTERÍSTICAS:
- DIREÇÃO: VERTICAL
- SENTIDO: DE BAIXO PARA CIMA
- PONTO DE APLICAÇÃO: CENTRO DE GRAVIDADE DO VOLUME DE FLUIDO DESLOCADO
- INTENSIDADE: IGUAL Á DO PESO DO VOLUME DE FLUIDO DESLOCADO
- CHAMADO DE EMPUXO (E) A RESULTANTE ENTRE F1(DE CIMA PARA BAIXO) E F2(DE BAIXO PARA CIMA), CUJA INTENSIDADE É E = F2 - F1, VEM: E = Pf
- UM CORPO IMERSO, PARCIAL OU TOTALMENTE, NUM FLUIDO EM EQUILÍBRIO SOFRE A AÇÃO DE UMA FORÇA COM AS SEGUINTES CARACTERÍSTICAS:
- VÁLIDO PARA CORPOS MERGULHADOS EM QUALQUER FLUIDO EM EQUILÍBRIO. ESTABELECE QUE:
PESO APARENTE
- QUANDO A DENSIDADE DO CORPO, CONSIDERADO TOTALMENTE IMERSO NO FLUIDO, É MAIOR QUE A DENSIDADE DO FLUIDO, A INTENSIDADE DO PESO DO CORPO É MAIOR QUE A DO EMPUXO.
- REALMENTE, SENDO vf = v, AS INTENSIDADES SÃO DADAS POR:
- E = df.v.g e P = d.v.g
- SENDO d > df, VEM:
- P > E
- SENDO d > df, VEM:
- E = df.v.g e P = d.v.g
- REALMENTE, SENDO vf = v, AS INTENSIDADES SÃO DADAS POR:
- A RESULTANTE QUE ATUA SOBRE O CORPO É DENOMINADA PESO APARENTE E TEM INTENSIDADE DADA POR:
- Pap = P - E
- SOB A AÇÃO DESSA FORÇA RESULTANTE O CORPO DESLOCA - SE PARA BAIXO E SÓ VAI ATINGIR O EQUILÍBRIO AO ENCONTRAR O FUNDO DO RECIPIENTE.
- NO CASO DE A DENSIDADE DO CORPO COINCIDIR COM A DENSIDADE DO FLUIDO, O PESO DO CORPO E O EMPUXO TERÃO INTENSIDADES IGUAIS E O PESO APARENTE SERÁ NULO. NESSE CASO, QUALQUER QUE SEJA A POSIÇÃO DO CORPO NO DENTRO DO FLUIDO, ELE ESTARÁ EM EQUILÍBRIO.
- SE df = d ---- P = E ---- Pap = 0
- QUANDO A DENSIDADE DO CORPO, CONSIDERADO TOTALMENTE IMERSO NO FLUIDO, É MAIOR QUE A DENSIDADE DO FLUIDO, A INTENSIDADE DO PESO DO CORPO É MAIOR QUE A DO EMPUXO.
FORÇA ASCENCIONAL, FLUTUAÇÃO
- NUM CORPO DE DENSIDADE MENOR QUE A DE UM FLUIDO NO QUAL ESTÁ TOTALMENTE IMERSO, A INTENSIDADE DO EMPUXO É MAIOR QUE A DO PESO DO CORPO.
- SENDO vf = v, AS INTENSIDADES SÃO DADAS POR:
- E = df.v.g e P = d.v.g
- SENDO d < df, VEM:
- P < E
- SENDO d < df, VEM:
- E = df.v.g e P = d.v.g
- SENDO vf = v, AS INTENSIDADES SÃO DADAS POR:
- A RESULTANTE QUE ATUA SOBRE O CORPO É DENOMINADA FORÇA ASCENSIONAL E TEM INTENSIDADE DADA POR:
- Fa = E - P
- SOB A AÇÃO DESSA FORÇA RESULTANTE, O CORPO DESLOCA - SE PARA CIMA. SE O FLUIDO FOR UM GÁS CONFINADO NUM RECIPIENTE, O CORPO IRÁ ATINGIR O EQUILÍBRIO AO TOCAR A PAREDE SUPERIOR DO RECIPIENTE. NO AR ATMOSFÉRICO, À MEDIDA QUE O CORPO SOBE, O EMPUXO DIMINUI SUA INTENCIDADE DEVIDO À DIMINUIÇÃO DA DENSIDADE DO AR. O CORPO PODERÁ ATINGIR O EQUILÍBRIO QUANDO O EMPUXO TIVER INTENSIDADE IGUAL Á DO PESO DO CORPO:
- E = P ---- Fa = 0
- SOB A AÇÃO DESSA FORÇA RESULTANTE, O CORPO DESLOCA - SE PARA CIMA. SE O FLUIDO FOR UM GÁS CONFINADO NUM RECIPIENTE, O CORPO IRÁ ATINGIR O EQUILÍBRIO AO TOCAR A PAREDE SUPERIOR DO RECIPIENTE. NO AR ATMOSFÉRICO, À MEDIDA QUE O CORPO SOBE, O EMPUXO DIMINUI SUA INTENCIDADE DEVIDO À DIMINUIÇÃO DA DENSIDADE DO AR. O CORPO PODERÁ ATINGIR O EQUILÍBRIO QUANDO O EMPUXO TIVER INTENSIDADE IGUAL Á DO PESO DO CORPO:
- Fa = E - P
- QUANDO UM CORPO ESTÁ EM EQUILÍBRIO, FLUTUANDO NUM LÍQUIDO, A INTENSIDADE DO EMPUXO É IGUAL À DO PESO DO CORPO:
- P = E
- SENDO vl O VOLUME DO LÍQUIDO DESLOCADO, CUJA DENSIDADE É dl, E v O VOLUME DO CORPO, CUJA DENSIDADE É d, TEMOS:
- E = dl.vl.g e P = d.v.g, COMO vl < v, VEM:
- dl > d
- PORTANTO, SEMPRE QUE TIVERMOS UM CORPO FLUTUANDO NUM LÍQUIDO EM EQUILÍBRIO, PODEMOS AFIRMAR QUE ELE É MENOS DENSO QUE O LÍQUIDO, E ESTÁ SOFRENDO A AÇÃO, POR PARTE DO LÍQUIDO, DO EMPUXO QUE ESTÁ EQUILIBRANDO O SEU PESO.
- dl > d
- E = dl.vl.g e P = d.v.g, COMO vl < v, VEM:
- SENDO vl O VOLUME DO LÍQUIDO DESLOCADO, CUJA DENSIDADE É dl, E v O VOLUME DO CORPO, CUJA DENSIDADE É d, TEMOS:
- P = E
- NUM CORPO DE DENSIDADE MENOR QUE A DE UM FLUIDO NO QUAL ESTÁ TOTALMENTE IMERSO, A INTENSIDADE DO EMPUXO É MAIOR QUE A DO PESO DO CORPO.
CONCEITO DE PRESSÃO
- PARA SE LEVAR EM CONTA A ÁREA ONDE UMA FORÇA SE DISTRIBUI, DEFINE - SE UMA GRANDEZA CHAMADA PRESSÃO.
- ASSIM, SE TIVERMOS UMA SUPERFÍCIE DE ÁREA (A) SOBRE A QUAL SE DISTRIBUEM FOÇAS PERPENDICULARES, CUJA RESULTANTE É (F), DEFINE - SE PRESSÃO MÉDIA SOBRE ESSA SUPERFÍCIE A GRANDEZA ESCALAR DADA PELA RELAÇÃO ENTRE INTENSIDADE DA FORÇA (F) E A ÁREA DA SUPERFÍCIE.
- pm = |F|/A
- A PRESSÃO EM DETERMINADO PONTO DA SUPERFÍCIE É DADA PELO LIMITE DA RELAÇÃO ANTERIOR, PARA A ÁREA (A) TENDENDO A ZERO:
- p = lim |F|/A
- A PRESSÃO EM DETERMINADO PONTO DA SUPERFÍCIE É DADA PELO LIMITE DA RELAÇÃO ANTERIOR, PARA A ÁREA (A) TENDENDO A ZERO:
- pm = |F|/A
- A PRESSÃO EM UMA SUPERFÍCIE É UNIFORME QUANDO ELA TEM O MESMO VALOR EM TODOS OS PONTOS. NESSE CASO, A PRESSÃO EM QUALQUER PONTO DA SUPERFÍCIE COINCIDE COM O VALOR DA PRESSÃO MÉDIA.
- UNIDADES DE MEDIDA:
- SI:
- N/m², DENOMINADA PASCAL (Pa).
- UNIDADES PRÁTICAS:
- mmHg (MILIMETRO DE MERCÚRIO);
- atm (ATMOSFERA).
- SI:
- ASSIM, SE TIVERMOS UMA SUPERFÍCIE DE ÁREA (A) SOBRE A QUAL SE DISTRIBUEM FOÇAS PERPENDICULARES, CUJA RESULTANTE É (F), DEFINE - SE PRESSÃO MÉDIA SOBRE ESSA SUPERFÍCIE A GRANDEZA ESCALAR DADA PELA RELAÇÃO ENTRE INTENSIDADE DA FORÇA (F) E A ÁREA DA SUPERFÍCIE.
- PARA SE LEVAR EM CONTA A ÁREA ONDE UMA FORÇA SE DISTRIBUI, DEFINE - SE UMA GRANDEZA CHAMADA PRESSÃO.
PRESSÃO HIDROSTÁTICA
- p = P/A
- MAS P É DADO POR: P =m.g =d.v.g = d.AH.g
- SUBSTITUINDO:
- P = d.g.H
- A PRESSÃO HIDROSTÁTICA NÃO DEPENDE DA ÁREA DE SUA SECÇÃO
- RELAÇÃO ENTRE AS UNIDADE DE PRESSÃO:
- 1cmHg =1332,8Pa
- 1mmHg =133,28Pa
- 1atm =76cmHg =760mmHg = 1,013x10^5Pa
- P = d.g.H
- SUBSTITUINDO:
- MAS P É DADO POR: P =m.g =d.v.g = d.AH.g
- p = P/A
PRESSÃO NO INTERIOR DE UM LIQUIDO EM EQUILIBRIO
TEOREMA DE STEVIN
PRESSÃO ATMOSFÉRICA, BARÔMETRO
EQUILÍBRIO DE LÍQUIDOS IMISCÍVEIS, VASOS COMUNICANTES
PRINCÍPIO DE PASCAL, PRENSA HIDRÁULICA
BIBLIOGRAFIA
Informações
- Descrição
- Mapa Mental sobre FLUIDOSTÁTICA, criado por emerson_82007 em 17-04-2014.
- Criado por
- emerson_82007
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