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Fluidostática
O QUE É UM FLUIDO:
No século XIX, fluido, em Física, era empregado para designar materiais
capazes de penetrar pelos vazios da matéria e de se escoar. A eletricidade, o
calor, a luz etc., eram tidos como fluidos, além dos gases e líquidos em geral.
Atualmente temos como fluido apenas os líquidos e gases. Uma das
características de um fluido é sua viscosidade. A viscosidade está relacionada
com o atrito entre as moléculas de um fluido. Ou seja, quanto maior a
viscosidade, menor a velocidade em que o fluido se movimenta. Por exemplo:
A água escorre mais rapidamente que um óleo, pois é menos viscosa.
PRESSÃO:
Se consideramos um corpo sobre o qual atua uma força, que para nós
geralmente será vertical e para baixo, a Pressão que esse corpo exerce sobre
uma superfície é a razão entre a força e a área na qual esta está atuando. Por
exemplo, quando estamos de pé, estamos exercendo uma pressão no chão
que é proporcional ao nosso peso e inversamente proporcional a área ocupada
por nossos pés. Ou seja, quando estamos apoiados sobre um único pé
exercemos mais pressão do que quando estamos apoiados sobre ambos os
pés. A pressão é dada em uma unidade chamada Pascal, em homenagem a
um cintentista chamado Blaise Pascal que realizou muitos estudos nessa e em
outras áreas.Um Pascal corresponde a um Newton por metro 2. Outra unidade
de medida de pressão é em termos da pressão atmosférica: 1 atm,
corresponde à pressão exercida pela atmosfera sobre a Terra, no nível do mar.
Podemos fixar estes conceitos, levando-os para uma questão prática,
por exemplo: Vamos comparar a pressão exercida, sobre o solo, por uma
pessoa com massa de 80 kg, apoiada na ponta de um único pé, com a pressão
produzida por um elefante, de 2.000 kg de massa, apoiado nas quatro patas.
Considere de 10 cm2 a área de contato da ponta do pé da pessoa, e de 400
cm2 a área de contato de cada pata do elefante. Considere também g = 10
m/s2.
EXPERIÊNCIA DE TORRICELLI:
O experimento de Torricelli foi um procedimento que visava medir o
valor da pressão atmosférica. Para isso, Torricelli colocou água em um
recipiente e imergiu um tubo também contendo água, conforme a figura abaixo:
O tubo com água foi colocado na água com o orifício inferior tapado, e
quando este foi destapado esperava-se que a água contida no tubo descesse
até um nível da coluna de líquido que estabilizasse a pressão atmosférica,
porém não se observou mudança alguma, foi então que Torricelli teve a
brilhante idéia de realizar o mesmo experimento com outro líquido, mais denso:
o Mercúrio (Hg). O que se observou com o Mercúrio foi:
Deste experimento podemos concluir facilmente que a pressão
atmosférica é equivalente à pressão exercida por uma coluna de 76 cm de Hg.
Para determinar esse valor em Pascal, precisamos lembrar que a força
exercida por qualquer corpo é o Peso :
P = m.g
e que a densidade deste corpo é dada por
 = m/v
então isolando a massa nesta equação da densidade temos que
m = V.
e, já que o volume é a área da base multiplicada pela altura:
V = A.h
então
m = A.h.
Como
Pressão = F/A
e F é o Peso P, conclui-se que
Pressão = .h.g
Com essa relação, podemos então calcular a pressão atmosférica em
Pascal se soubermos a densidade do Mercúrio: 13600 Kg/m3
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PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES:
O princípio de Arquimedes diz basicamente que há uma força vertical e
para cima que alivia o peso de um corpo quando submerso num fluido. Pelo
princípio, esta for,ça é proporcional à densidade do fluido e ao volume do corpo
e recebe o nome de EMPUXO:
E= .V.g
Há uma história da antiguidade bastante conhecida sobre os estudos
hidrostáticos de Arquimedes. Trata-se do chamado problema da coroa. Hiero,
rei de Siracusa, encomenda uma coroa que paga como se fosse de ouro puro,
mas posteriormente suspeita que o ourives fez mistura do ouro com prata.
Arquimedes resolve o problema determinando o volume da coroa, para o que a
submerge num recipiente completamente cheio de água e pesa em seguida o
líquido derramado. Averigua assim a densidade da coroa e calcula a proporção
de prata que o desleal ourives utiliza. Conta-se que Arquimedes inventou este
procedimento quando, ao se introduzir num recipiente completamente cheio de
água para se lavar, parte dela transborda. Sai então do banho a gritar Eureka!
Que em grego significa "Descobri".
Aluno: Rafael 1ºB