FII Aula 02 Princípio de Arquimedes Pascal

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FAESO – FACULDADE ESTÁCIO DE SÁ DE OURINHOS
BACHARELADOS
EM
ENGENHARIA
CIVIL,
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E ENGENHARIA DE
CONTROLE E AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Aula 02
Princípio de Arquimedes, Princípio de Pascal e
Equação de Continuidade
Física Teórica Experimental II
Prof. Dr. Alysson Cristiano Beneti
OURINHOS-SP
2017
Quando um corpo está total ou parcialmente submerso em um
fluido, uma força de empuxo F exercida pelo fluido age sobre o
E
corpo. A força é dirigida para cima e tem módulo igual ao peso do
fluido deslocado pelo corpo.
FE  .g.VDESLOCADO
O corpo pode flutuar ou afundar. Temos:
Se afunda :
PAPARENTE  P  FE
Se flutua :
FE  P
1. Um objeto com massa de 10 kg e volume de 0,002 m3 é colocado
totalmente dentro da água (densidade = 1000 kg/m3).
a) Qual é o valor do peso do objeto ?
b) Qual é a intensidade da força de empuxo que a água exerce no
objeto ?
c) Qual o valor do peso aparente do objeto ?
d) Desprezando o atrito com a água, determine a aceleração do objeto.
a) P  m.g  10.9,8  98 N
b) FE   .g.VDESLOCADO
FE  1000.9,8.0,002
FE  19,6 N
c) PAP  P  FE  98  19,6  78,4 N
d ) FR  m.a  78,4  10.a
a  7,84m / s 2
FE
P
Princípio de Pascal
Consideremos um líquido contido em um recipiente. Uma
variação de pressão provocada em um ponto desse líquido é
transmitida integralmente para todos os pontos do líquido.
Esse princípio é usado freqüentemente nos mecanismos
hidráulicos, usados para aumentar intensidades de forças.
Consideremos, por exemplo, a situação ilustrada onde um líquido
está em um recipiente vedado por pistões móveis, de áreas A1 e A2,
sendo A1 < A2.
1. Na prensa hidráulica da figura , os diâmetros dos tubos 1 e 2 são ,
respectivamente, 4 cm e 20 cm. Sendo o peso do carro igual a 10 kN,
determine a força que deve ser aplicada no tubo 1 para equlibrar o
carro;
p1  p2
F1 F2

A1 A2
F1
10000

2
2
 .0,02  .0,1
F1  400 N
Aplicações na Engenharia – Medidores de Pressão
A Pressão atmosférica é medida com um aparelho chamado barômetro
(três figuras à esquerda) do século XVII inventado por Torricelli. Na figura
da direita um barômetro atual.
Aplicações na Engenharia – Medidores de Pressão
O manômetro abaixo é chamado de manômetro metálico ou de
Bourdon. Ao ligar o manômetro pela tomada de pressão, o tubo fica internamente
submetido a uma pressão P que o deforma, havendo um deslocamento
de sua extremidade que, ligada ao ponteiro por um sistema de alavancas,
relacionará
sua
deformação
com
a
pressão
do
reservatório.
A leitura do manômetro quando este está exposto a pressão atmosférica é
chamada de leitura na escala efetiva de pressão.
Equação da continuidade
Fluido Ideal: É aquele cuja densidade é constante, ou
seja, incompressível. E que não tem viscosidade.
Linha de escoamento: É também chamada linha de
fluxo.
Tubo de escoamento Formato que as linhas de
escoamento formam ao atravessar seções imaginárias
de áreas A e A’.
Equação da continuidade
Fluido está em um escoamento estacionário:
Escoamento que não depende do tempo, é chamado
também de permanente.
Escoamento Laminar: É quando as camadas finas
(lâminas) adjacentes ao fluido deslizam uma sobre as
outras e o escoamento é estacionário.
Escoamento turbulento: Escoamento que varia
continuamente com o tempo, irregular e caótico.
A1.v1  A2 .v2  Rv  constante
A1 e A 2  Áreas transvers ais do condutor
v1 e v 2  velocidade s do fluido
R v  vazão(m /s)
3
1) 50 litros/s escoam no interior de uma tubulação de 8”. Esta tubulação,
de ferro fundido, sofre uma redução de diâmetro e passa para 6”.
Sabendo-se que a parede da tubulação é de ½” , calcule a velocidade
nos dois trechos e verifique se ela está dentro dos padrões (v < 2,5 m/s).
Dado: 1’’ = 2,54cm.
Rv  A1.v1
50l / s  0,05m3 / s
2
 7". 0,0254 
0,05   .
 .v1
2


v1  2,01m / s
Está dentro dos padrões
A1.v1  A2 .v2
2
2
 7". 0,0254 
 5". 0,0254 
 .
 .2,01   .
 .v2
2
2




v2  3,94m / s
Não está dentro dos padrões
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