Mecânica dos fluidos

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1 Conceitos iniciais: Fluidos. Densidade. Pressão. Mecânica dos fluidos Estática dos fluidos: Pressão hidrostática. Empuxo. Tensão superficial.

2 Conceitos iniciais: Fluidos: Definição: fluido é qualquer material que se deforma continuamente (escoa) sob tensões de cisalhamento (tangenciais).

3 Conceitos iniciais: Tração Compressão Tipos de tensão mecânica: Definição: σ = F A Torção Cisalhamento Fundamentals of Materials Science and Engineering, Callister.

4 Conceitos iniciais: Densidade em meios contínuos: Definição: m ρ = lim = V 0 V dm dv Limite físico Infinitésimo físico Meio homogêneo (densidade constante): ρ = m V

5 Conceitos iniciais: Densidade em meios contínuos: Física II Termondinâmica e Ondas Sears Zemansky Young Freedman

6 Conceitos iniciais: Pressão em fluidos em equilíbrio: Em um fluido em equilíbrio, não podem existir tensões tangenciais. Definição: df P = da Pressão constante: F P = A Física II Termondinâmica e Ondas Sears Zemansky Young Freedman

7 Conceitos iniciais: Unidades de pressão:

8 Conceitos iniciais: Unidades de pressão: lbf/pol 2

9 Conceitos iniciais: Unidades de pressão: Pressão manométrica

10 Pressão em um fluido em equillíbrio: dp dy = ρg Física II Termondinâmica e Ondas Sears Zemansky Young Freedman

11 Pressão em um fluido em equillíbrio: P P = ρg( y y ) P = P0 + ρgh Física II Termondinâmica e Ondas Sears Zemansky Young Freedman

12 Aplicação: vasos comunicantes P = P0 + ρgh Física II Termondinâmica e Ondas Sears Zemansky Young Freedman

13 Aplicação: Princípio de Pascal A 2 P 1 = P 2 F2 = F 1 A1 Válido para fluidos incompressíveis, com densidade constante em todo o seu interior. Física II Termondinâmica e Ondas Sears Zemansky Young Freedman

14 Aplicação: fluidos imiscíveis P = P + ρ gh = P + ρ gh 0 água água 0 óleo óleo h óleo = ρ ρ água óleo h água Física II Termondinâmica e Ondas Sears Zemansky Young Freedman

15 Medidas de pressão: Física II Termondinâmica e Ondas Sears Zemansky Young Freedman

16 Medidas de pressão: Física II Termondinâmica e Ondas Sears Zemansky Young Freedman

17 Pressão atmosférica: Altitude: pés 9000 pés 1000 pés

18 Pressão atmosférica:

19 Empuxo Princípio de Arquimedes: B = ρ V g fluido deslocado Física II Termondinâmica e Ondas Sears Zemansky Young Freedman

20 Aplicação: Densímetros. Física II Termondinâmica e Ondas Sears Zemansky Young Freedman

21 Aplicação: Peso aparente de objetos submersos. Física II Termondinâmica e Ondas Sears Zemansky Young Freedman

22 Aplicação: Peso aparente de objetos submersos.

23 Tensão superficial: Física II Termondinâmica e Ondas Sears Zemansky Young Freedman

24 Tensão superficial: γ = F / L (para cada superfície) Energia de superfície: dw sup da = γ Unidades: N/m, dyn/cm,... Devido à tensão superficial, os líquidos tendem a minimizar a área de sua superfície.

25 Tensão superficial: força por unidade de comprimento tangencial à superfície.

26 Tensão superficial exemplos:

27 Aplicação: lavagem de tecidos. Ação de surfactantes: Física II Termondinâmica e Ondas Sears Zemansky Young Freedman

28 Capilaridade:

29 Bibliografia: Física II Termodinâmica e Ondas, H. D. Young & R. A. Freedman, 12 a ed., Pearson, Curso de Física Básica. Vol. 2 Fluidos, Oscilações, Ondas e Calor, Moysés Nussenzveig, Edgar Blücher, Física Conceitual, P. G. Hewitt, 11 a ed., Bookman, A Física e o nosso mundo, Hans Christian von Baeyer, Elsevier, Ciência e Engenharia de Materiais uma Introdução, W. D. Callister Jr., 7 a edição. Rio de Janeiro: LTC, Why is surface tension a force parallel to the surface?, A. Marchand, J. H. Weijs, J. H. Snoejier, B. Andreotti. Am. J. Phys. 2011;79:999.

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