Forças Hidrostáticas

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MECÂNICA DOS FLUIDOS 
(ECT 1403)
Aula 4
Forças Hidrostáticas sobre 
Superfícies submersas
• A resultante da força atuando sobre uma 
superfície submersa depende da 
magnitude (módulo) da força, sentido e 
linha de ação da força.
• Onde Pc é a pressão absoluta do líquido 
na posição do centróide de área A.
APPdAF C
A
R == ∫
Forças Hidrostáticas sobre 
Superfícies submersas
Forças Hidrostáticas sobre 
Superfícies submersas
• Para determinar completamente a resultante 
da força atuando sobre um superfície 
submersa, devemos especificar:
1.A magnitude ou módulo da Força;
2.O sentido da Força;
3.A linha de ação da força.
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EMPUXO
• Um objeto imerso em um fluido ou 
flutuando em sua superfície sofre uma 
força líquida vertical devido à pressão do 
líquido (EMPUXO).
• A força líquida vertical é:
ghPP ρ+= 0
( ) ( )dAghPdAghPdFZ 1020 ρρ +−+=
( ) gdVdAhhgdFZ ρρ =−= 12
EMPUXO
• Para um corpo submerso, a força de empuxo do 
fluido é igual ao peso do fluido deslocado.
• Embarcações, flutuadores, balões 
meteorológicos, batiscafos e demais 
equipamentos submersíveis ou flutuantes, como 
dirigíveis ou balões.
• Nos casos de imersão parcial, um corpo 
flutuante desloca um volume de fluido com peso 
igual ao peso do corpo.
gVFEmpuxo ρ=
ESTABILIDADE
• A linha de ação da força de empuxo determina a 
estabilidade de um corpo em um fluido.
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Exercícios
1 – Uma mina submarina de formato esférico (com diâmetro de 2 metros) 
encontra-se a uma profundidade de 6 metros. Sabendo que a mesma possui 
densidade relativa de 0,85 determine o peso mínimo da corrente ou âncora 
usada para manter a mina nesta profundidade. Considere que a água do mar 
tem densidade igual a água pura a 15 oC.
2 – A barragem mostrada na figura 
abaixo é construída com concreto (peso 
específico = 23,6 kN/m3) e está 
simplesmente apoiada numa fundação 
rígida. Determine qual é o mínimo 
coeficiente de atrito entre a barragem e 
a fundação para que a barragem não 
escorregue. Admita que a água não 
provoca qualquer efeito na superfície 
inferior da barragem e analise o 
problema por unidade de comprimento 
da barragem.
EXERCÍCIO
3 – Bolhas de gás são liberadas do regulador do 
equipamento de respiração de um mergulhador 
submerso. O que acontece com essas bolhas? 
Explique.
4 – Uma balsa de transporte é necessariamente 
retangular com dimensões de 25 ft de largura e 
300 ft de comprimento. Se 60 carros, com um 
peso médio por carro de 3000 lb estão sendo 
transportados pela balsa, quanto mais ela 
afundará na água, devido a presença dos 
carros?
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