Hidrostática Prof: Edson Rizzo. Pressões: Mecânica, Hidrostática, Atmosférica e Absoluta. Empuxo

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1 Hidrostática Prof: Edson Rizzo Pressões: Mecânica, Hidrostática, Atmosférica e Absoluta. Empuxo

2 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 / m 3 (ou kg. m -3 ) Na prática são também, usadas: g / cm 3 (ou g. cm -3 ) e kg / L (ou kg. L -1 )

3 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 Massa específica (g/cm 3 ) Água 1,0 Ar 0,0013 Mercúrio 13,6 Corpo Humano 1,07

4 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

5 RELAÇÃO ENTRE UNIDADES As unidades mais usadas para a densidade são kg / m 3 eg/cm 3. Vamos então verificar qual é a relação entre elas. Sabemos que: 1 m = 10 2 cm ou 1 cm = 10-2 m Assim: 1 m 3 = 10 6 cm 3 ou 1 cm 3 = 10-6 m 3 Portanto: 1 kg / m 3 = 10-3 g / cm 3 ou 1 g / cm 3 = 10 3 kg/m 3

6 Pressão Mecânica É a razão entre a força aplicada e a área de aplicação da mesma. A pressão é: P = F A Diretamente proporcional à força; Inversamente proporcional à área de aplicação.

7

8 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.

9 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.

10 Pressão Atmosférica A atmosfera terrestre é composta por vários gases que exercem pressão sobre a superfície da Terra. O físico italiano Evangelista Torricelli ( ) idealizou uma experiência para determinar a pressão atmosférica em nível do mar.

11 Unidades Massa específica (μ): kg/m³ Aceleração gravitacional (g): m/s² Profundidade (h): m x 10³ x 100 g/cm³ kg/m³ m cm 10³ 100

12 Outras unidades Patm = 1 atm = 76 cmhg = 1 x 10 5 N/m² Pascal (Pa) = N/m² Obs.: A pressão atmosférica diminui com a atitude.

13 Pressão Total ou Absoluta Pressão Atmosférica h É a soma algébrica da pressão hidrostática com a pressão atmosférica local. P T = Ph + Patm

14 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.

15 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.

16 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.

17 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. μ A. h A = μ B. h B

18 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. p 1 p 2 F1 A 1 F A 2 2

19 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 = P F onde P F é o peso do fluido deslocado

20 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 P LIQ E d LIQ V LIQ g

21 E P E P E P

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