Fluidos estáticos

Páginas: 5 (1051 palavras) Publicado: 2 de outubro de 2012
2-FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Fluidos estáticos

A massa específica de um objeto é sua massa [pic] dividida pelo seu volume [pic].
[pic] (No SI, as unidades são [pic]).
Em geral os líquidos e sólidos possuem densidade similares, da ordem de [pic].
A água possui a densidade exatamente igual a esse valor a [pic]. As densidades são dadas em termo dedensidade específica. A densidade específica de um material é a razão entre a sua densidade e a densidade da água a [pic]. Os valores são referentes aos valores de temperatura e pressão.
A densidade depende da pressão. A pressão é a força a que um objeto esta sujeito dividida pela área da superfície sobre a qual a força age, sendo que a força age perpendicularmente a superfície.[pic]
A unidade de pressão no SI é [pic]ou Pascal [pic].
Outra unidade bastante usada é a pressão atmosférica. Quando falamos dela, estamos nos referindo à pressão exercida pelo peso do ar que paira sobre nós.
Pressão atmosférica no nível do mar: [pic].
Em um fluido estático, sob a ação da gravidade da Terra, as forças são perpendiculares à superfície. Caso existauma força resultante em uma porção do fluido, esta porção do fluido entrará em movimento.  A razão é que um fluido pode escoar, ao contrário de um objeto rígido. Logo, a pressão a uma mesma profundidade de um fluido deve ser constante ao longo do plano paralelo à superfície. Supondo que a constante da gravidade local, [pic], não varie apreciavelmente dentro do volume ocupado pelo fluido, a pressão em qualquer ponto de um fluido estático depende apenas da pressão atmosférica no topo do fluido e da profundidade do ponto no fluido.   Se o ponto 2 estiver a uma distância vertical h abaixo do ponto 1, a pressão no ponto 2 será maior.
[pic]
Para calcular a diferença de pressão entre os dois pontos basta imaginar um volume cilíndrico, cuja altura [pic] seja ao longo da vertical à superfíciecom as bases contendo os pontos 1 e 2, respectivamente. A área das bases, [pic], pode ser qualquer uma, desde que elas estejam dentro do fluido. Como o volume cilíndrico é estático, a força na base de baixo deve ser igual à força na base de cima somada à forca peso devido ao volume de água dentro do cilindro. Ou seja, como a massa do fluido é dada por [pic], obtemos que
[pic]
edividindo a equação por [pic] obtemos:
[pic]

Qualquer ponto a uma mesma profundidade em um fluido estático possui a mesma pressão.

Princípio de Pascal
É usado para explicar como um sistema hidráulico funciona. A pressão aplicada a um fluido dentro de um recipiente fechado é transmitida, sem variação, a todas as partes do fluido, bem como às paredes do recipiente. Caso houvesse umadiferença de pressão, haveria forças resultantes no fluido, e como já discutimos acima, o fluido não estaria em repouso.

[pic]

Princípio de Arquimedes
Um objeto que está parcialmente, ou completamente, submerso em um fluido, sofrerá uma força de empuxo igual ao peso do fluido que objeto desloca.

[pic]

A força de empuxo aplicada pelo fluidosobre um objeto é dirigida para cima. A força deve-se à diferença de pressão exercida na parte de baixo e na parte de cima do objeto. Para um  objeto flutuante, a parte que fica acima da superfície está sob a pressão atmosférica, enquanto que a parte que está  abaixo da superfície está sob uma pressão maior porque ela está em contato com certa  profundidade do fluido, e a pressão aumentam com aprofundidade. Para um objeto completamente submerso, a parte de cima do objeto não está sob a pressão atmosférica, mas a parte de baixo ainda está sob uma pressão maior porque está mais fundo no fluido. Em ambos os casos a diferença na pressão resulta em uma força resultante para cima [pic] sobre o objeto. Esta força tem que ser igual ao peso da massa de água  ([pic]fluido . Vdeslocado) deslocada,...
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