Mecanica

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FÍSICA

Nome: __________________________________

Nº ______

Turma __________

Física - 2º ANO
HIDROSTÁTICA – TERMOLOGIA ÓPTICA GEOMÉTRICA − ÓPTICA ANALÍTICA Prof. Eng. Lauro L. Lupchinski lauro@lupi.eng.br

Colégio La Salle São João

Física − 2º Ano

CAP I – HIDROSTÁTICA

Neste capítulo, trataremos dos fluidos (líquidos e gases), com um destaque especial para o líquido de maiorimportância para o homem: a água. A água cobre praticamente 3/4 da superfície terrestre e é um dos constituintes fundamentais tanto da atmosfera terrestre como do corpo humano. Em relação à maioria das substâncias, ela apresenta uma discrepância: na fase líquida é mais densa que na fase sólida (o gelo flutua na água). Para o estudo dos líquidos em equilíbrio, bem como para o estudo das interaçõesentre sólidos e líquidos, necessitamos dos conceitos de densidade e pressão. Esse é o ponto inicial do nosso trabalho. 1–

Massa Específica:

A massa específica  de uma substância é a razão entre a massa m de uma quantidade da substância e o volume V correspondente, ou seja:

 

m V
3 3

Uma unidade muito usual para a massa específica é o g/cm , mas, no SI, a unidade é o kg/m . Arelação entre elas é a seguinte:

1

g cm
3

1

10 3 kg 10
6

m

3

 1  10 3 kg / m3

Assim, para transformar uma massa específica de g/cm para kg/m , devemos multiplicá-la por 1000. Na tabela abaixo estão relacionadas as massas específicas de algumas substâncias:  (g/cm ) 1,00 0,92 0,79 7,80 11,20 13,60
3

3

3

Substância Água Gelo Álcool Ferro Chumbo Mercúrio

(kg/m )
3

Obs.: É comum encontrarmos o termo densidade (d) em lugar de massa específica (). Usaremos “densidade” para representar a razão entre a massa e o volume de objetos sólidos (ocos ou maciços), e “massa específica” para líquidos e substâncias.

Exercícios de fixação: 01 – A densidade do ferro é igual a 7800 kg/m . O que significa esse número?
3

Prof. Eng. Lauro L. Lupchinski

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Física − 2º Ano

02 – Uma substância tem 80g de massa e volume de 10 cm . Expresse a densidade dessa substância 3 3 em g/cm e kg/m .

03 – Qual é, em gramas, a massa de um volume de 50 cm de um líquido cuja densidade é igual a 3 2g/cm ?

3

04 – Um bloco cúbico de concreto, de aresta a = 2m, tem massa M = 56t. Determine, em g/cm , a densidade média dobloco.

3

05 – Qual o volume de alumínio, em cm , que corresponde a uma massa de 20kg ? 3 (Adote dAl = 2,67 g/cm ).

3

2–

Pressão:

 Consideremos uma força F aplicada perpendicularmente a uma superfície com área A. Definimos pressão (p) aplicada pela força, sobre a área, pela relação:

p 

F A

No SI, a unidade de pressão é o pascal (Pa) que corresponde a newton por metroquadrado (N/m²). Outras unidades de pressão, e suas relações, são:

atm (atmosfera) kgf/cm² lb/pol² mmHg

   

1 atm = 10 Pa = 10 N/m² 5 1 kgf/cm² = 1 atm = 10 N/m² 3 1 lb/pol² = 6,9  10 N/m² 5 760 mmHg = 1 atm = 10 N/m²

5

5

O conceito de pressão nos permite entender muitos fenômenos físicos que nos rodeiam. Por exemplo, para cortar um pedaço de pão, utilizamos o lado afiado dafaca (menor área), pois, para uma mesma força, quanto menor a área, maior a pressão produzida.

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Física − 2º Ano

Exercícios de fixação: 06 – O impacto de uma partícula de lixo que atinge a nave espacial Colúmbia produz uma pressão da ordem de 100 N/cm². Nessas condições, e tendo a partícula 2 cm², a nave sofre uma força de:07 – Três pessoa, A, B e C, de mesmo peso mas alturas diferentes, usam: A, o mais baixo, patins de gelo; B, o de altura intermediária, patins normais com rodas; e C, o mais alto, sapato de couro normal. Qual delas exerce maior pressão sobre o solo?

08 – Um cubo de alumínio ( = 2,1 g/cm ), de 50 cm de aresta, está apoiado sobre uma superfície horizontal. Qual é a pressão, em N/m² e em atm,...
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