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Hidrostática. Pressões e empuxos

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2 HIDROSTÁTICA. PRESSÕES E EMPUXOS
2.1 Conceitos de pressão e empuxo
A pressão é a relação entre a força, de módulo constante, e a unidade de área sobre a qual ela atua.

Figura 2.1

Considere, no interior de uma certa massa líquida, uma porção de volume V limitada pela superfície A. Se dA representar um elemento de área e dF a força que nela atua, a pressão será p dF dA (2.1)

Considerando toda a área, o efeito da pressão produzirá uma força resultante que se chama empuxo, chamada também de pressão total. Essa força é dada por:
(2.2)

E   A p.dA

Se a pressão for a mesma em toda a área, o empuxo será
(2.3)

E  p. A

Lei de Pascal: “Em qualquer ponto no interior de um líquido em repouso, a pressão é a mesma em todas as direções”.
2.2 Lei de Stevin: Pressão devida a uma coluna líquida
Imagina, no interior de um líquido em repouso, um prisma ideal.

Figura 2.2

Hidrostática. Pressões e empuxos

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O somatório de todas as forças que atuam neste prisma segundo a vertical e igual a zero, ou
F y  0
(2.4)
Dessa forma
(2.5)
p1 A  hA  p 2 A  0 obtendo-se (2.6) p 2  p1   .h
Lei de Stevin: “A diferença de pressão entre dois pontos da massa de um líquido em equilíbrio é igual à diferença de profundidade multiplicada pelo peso específico do líquido”. 2.3 Influência da pressão atmosférica
A pressão na superfície de um líquido é exercida pelos gases que se encontram acima, geralmente à pressão atmosférica.

Figura 2.3

Levando-se em conta a pressão atmosférica, tem-se: p 1 = pa + .h

(2.7)

p2 = p 1 + .h´ = p a + .(h + h´)

(2.8)

A pressão atmosférica varia com a altitude:
-

10,33 m de coluna d´água ao nível do mar;

-

mercúrio  13,6 menor ou 0,76 m.

Em muitos problemas referentes às pressões nos líquidos, interessa conhecer somente a diferença de pressões. Portanto, a pressão atmosférica é considerada igual a zero. 2.4. Medidas de