Hidrostática

Hidrostática
Prof: Edson Rizzo
Pressões: Mecânica, Hidrostática,
Atmosférica e Absoluta.
Empuxo
DENSIDADE
Consideremos um corpo de massa m e volume V. A
densidade (d) do corpo é definida por:
d= m
V
No Sistema Internacional a unidade de densidade é :
kg / m3 (ou kg . m-3)
Na prática são também, usadas:
g / cm3 (ou g . cm-3)
e kg / L (ou kg . L-1)
MASSA ESPECÍFICA
Quando o corpo for maciço (sem partes ocas) e constituído de
um único material, a densidade é chamada de massa específica
do material. Na tabela a seguir temos as massa específicas de
alguns materiais e as densidade de alguns corpos.
Substância
Água
Ar
Mercúrio
Corpo Humano
Massa específica (g/cm3)
1,0
0,0013
13,6
1,07
DENSIDADE OU MASSA ESPECÍFICA ?
A diferença entre DENSIDADE e MASSA ESPECÍFICA fica
bem clara quando falamos de objetos OCOS. Neste caso a
DENSIDADE leva em consideração o volume completo e a
MASSA ESPECÍFICA apenas a parte que contêm substância
RELAÇÃO ENTRE UNIDADES
As unidades mais usadas para a densidade são kg / m3 e g / cm3.
Vamos então verificar qual é a relação entre elas.
Sabemos que:
1 m = 102 cm ou 1 cm = 10-2 m
Assim:
1 m3 = 106 cm3 ou 1 cm3 = 10-6 m3
Portanto:
1 kg / m3 = 10-3 g / cm3
ou
1 g / cm3 = 103 kg/m3
Pressão Mecânica
É a razão entre a força aplicada e a área de
aplicação da mesma.
P=
F
A pressão é:
A
• Inversamente proporcional à área
de aplicação.
• Diretamente proporcional à força;
Pressão Hidrostática
Pressão exercida por um fluido sobre pontos em seu interior.
Ph = μ . g . h
h
A pressão varia linearmente com:
• massa específica do fluido;
• aceleração gravitacional;
• profundidade.
Obs.:Fluido engloba líquidos e gases.
Cuidado!
A pressão hidrostática não depende do volume
de líquido e sim da profundidade.
Como todos os recipientes acima possuem o mesmo nível do
mesmo líquido então a pressão que o líquido exerce sobre o
fundo do recipiente é a mesma para todos.
Pressão Atmosférica
A atmosfera terrestre é
composta por vários gases
que exercem pressão sobre
a superfície da Terra. O
físico italiano Evangelista
Torricelli (1608-1647)
idealizou uma experiência
para determinar a pressão
atmosférica em nível do
mar.
Unidades
Massa específica (μ):
Aceleração gravitacional (g):
Profundidade (h):
x 10³
g/cm³
kg/m³
÷ 10³
kg/m³
m/s²
m
x 100
m
cm
÷ 100
Outras unidades
Patm = 1 atm
= 76 cmHg
= 1 x 105 N/m²
Pascal (Pa) = N/m²
Obs.: A pressão atmosférica diminui com a atitude.
Pressão Total ou Absoluta
Pressão Atmosférica
h
É a soma algébrica da
pressão hidrostática
com a pressão
atmosférica local.
PT = Ph + Patm
Teorema de Stevin
“A diferença de pressão entre dois pontos no interior de um
líquido é diretamente proporcional ao desnível vertical entre
eles, em relação à superfície livre de um líquido”.
ΔP = μ . g . Δh
Δh
Pontos em um mesmo nível sofrem a
mesma pressão.
Líquidos Imiscíveis
São líquidos que não se misturam devido à natureza
de suas moléculas (polar ou apolar).
óleo
água
mercúrio
Líquidos imiscíveis, pela ação
da gravidade, posicionam-se
de tal forma que o mais
denso ocupa sempre a
posição mais inferior em
relação aos menos densos.
Vasos comunicantes
Quando se tem um único
líquido em equilíbrio contido no
recipiente, conclui-se que: a
altura alcançada por esse
líquido em equilíbrio, em
diversos vasos comunicantes é a
mesma. Qualquer que seja a
forma de seção do ramo. E para
todos os pontos do líquido que
estão na mesma altura obtêm-se
também a mesma pressão.
Tubos em U
Quando dois líquidos
imiscíveis são colocados num
mesmo recipiente, eles se
dispõem de modo que o
líquido de maior densidade
ocupe a parte de baixo e o de
menor densidade a parte de
cima . A superfície de
separação entre eles é
horizontal.
μA . hA = μB . hB
Uma variação de pressão num ponto no
interior de um líquido homogêneo e em
equilíbrio se transmite integralmente a todos
os pontos do líquido. É utilizado na prensa
hidráulica.
p1  p2
F1 F2

A1 A2
Princípio de Arquimedes



Quando um corpo está total ou parcialmente
imerso em um fluido em equilíbrio, este exerce
sobre o corpo uma força, denominada
EMPUXO, que tem as seguintes características:
1ª Sentido oposto ao peso do corpo ;
2ª Intensidade. dada por E = PF onde PF é o
peso do fluido deslocado
Quando mergulhamos um corpo em um líquido,
notamos que o seu peso aparente diminui. Esse
fato se deve à existência de uma força vertical de
baixo para cima, exercida pelo líquido sobre o
corpo, à qual damos o nome de empuxo.
E  PLIQ
E  d LIQVLIQ g
EP
EP
EP