Estatica dos fluidos

Disponível somente no TrabalhosFeitos
  • Páginas : 5 (1176 palavras )
  • Download(s) : 0
  • Publicado : 26 de fevereiro de 2013
Ler documento completo
Amostra do texto
ESTÁTICA DOS FLUIDOS
Capítulo 2

FLUIDO
Substância que se deforma continuamente quando submetida a uma tensão de cisalhamento

FLUIDO ESTÁTICO
O fluido é considerado estático se todas as partículas não tiverem movimento ou tiverem a mesma velocidade relativa constante em relação a um referencial de inércia. São considerados estáticos, os fluidos em repouso ou em movimento de corporígido. Não há tensão de cisalhamento, só atuam tensões normais - pressão.

Tensões normais transmitidas por fluidos são importantes para: * calcular forças em objetos submersos; * desenvolver instrumentos para a medição de pressões; * deduzir sobre as propriedades das atmosferas e dos oceanos; * determinar forças desenvolvidas por sistemas hidráulicos, tais como prensas, freios de automóvel, etc. z

Pz

Px

Py

Py+dy

Px+dx x Pz+dz

y

Tipos de forças
Existem dois tipos de forças que podem atuar sobre o fluido: • Forças de campo ou de corpo: são forças desenvolvidas sem o contato físico. Ex: gravitacional, magnética • Forças de superfície ou de contato: incluem todas as forças que agem sobre a superfície do meio através do contato direto (pressão e cisalhamento). Forças de campo ou de corpo
Gravitacional

ρ ρ ρ ρ dFC = g.dm = g.ρ.dV = g.ρ.dx.dy.dz

Forças de contato ou de superfície
Direção x

ρ Px = p.dy.dz.i
ρ ∂p   = − p + dx  dydz i ∂x  

Px + dx

Somando as forças de superfície, temos:

 ∂p ρ ∂p ρ ∂p ρ dFs = − i + j + k dxdydz  ∂x  ∂y ∂z  

Somando as forças de campo e de superfície: dF = dFc +dFs = ρg.dx.dy.dz + (-gradP).dx.dy.dz

Se o fluido é estático, a somatória das forças atuantes sobre o corpo é zero. dF = a.dm = 0 Para a força ser igual a zero, um dos termos da igualdade abaixo também deve ser zero. dF = 0 = (ρg - grad P).dV ρ Como o volume não pode ser zero, então: ρg - grad P = 0

Esta equação vetorial tem 3 componentes escalares que devem ser satisfeitos individualmente:

∂p − + ρg z = 0 ∂z

∂p− + ρg y = 0 ∂y

∂p − + ρg z = 0 ∂z

∂p ∂p = =0 ∂x ∂y

∂p = −ρg ∂z

Equação fundamental da estática dos fluidos p = ρg.h + p0

Escalas para medida de pressões
• Escala manométrica (relativa) É a medida da pressão em relação à pressão atmosférica. • Escala absoluta É a medida da pressão em relação ao vácuo absoluto.

Pressão barométrica ou atmosférica
Em 1643, Torricelli fazia umaexperiência para demonstrar sua idéia de que a água sai de uma bomba não por ser atraída pelo vácuo, a ausência de ar, mas por pressão do ar. Ele encheu um tubo de mercúrio, um líquido quatorze vezes mais denso que a água, e o virou sobre uma vasilha cheia de mercúrio. O líquido do tubo esvaziou-se sobre o recipiente, mas ali dentro formou-se um vácuo de cerca de 76 cm de altura.

Torricelliconcluiu que as camadas de ar, por causa de seu peso , exerceram uma pressão sobre o mercúrio do recipiente e que esta mesma pressão mantinha o líquido em suspensão no interior do tubo. Ele demonstrou desta forma que o ar tinha peso e, mais ainda, que isto poderia ser medido. Ao mesmo tempo, o discípulo de Galileu provou que era possível criar o vácuo, uma constatação que por si só causou reviravoltasna física.

A partir destas constatações, Torricelli, um ano depois de sua famosa experiência, montou o primeiro instrumento capaz de medir a pressão do ar - o barômetro de mercúrio, que ainda se conserva em Florença. Sua invenção chamada de tubo de Torricelli até se firmar com o nome de barômetro, a partir de 1676 rapidamente se espalhou pela Europa e originou numerosos estudos, como o dofísico francês Blaise Pascal (1623-1662), que pensou mais ou menos assim: “Se a pressão do ar é a causa dos fenômenos observados, ela deve logicamente diminuir com a altitude”. Valendo-se de dois tubos de Torricelli, Pascal verificou que de fato isto acontecia.

Unidades de Pressão
A pressão é expressa como força/área. No Sistema Internacional de Unidades, a pressão é expressa em N/m2 ou...
tracking img