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FLUIDOS
O que é um fluido?
Em contraste com um sólido, um fluido é uma substância que pode escoar. Eles se moldam aos contornos de qualquer recipiente onde os colocamos.
 Densidade e pressão
Quando estudamos fluidos as grandezas que mais utilizamos são densidade e pressão.
Densidade: é uma propriedade escalar. Sua unidade no SI é o Kg/m3; no sistema CGS é g/cm3. É definida como:
 Pressão: é uma grandeza escalar de unidade, no SI, N/m2 = Pascal = Pa. O Pascal está relacionado com algumas unidades de pressão que não são do SI:
1atm = 1,01x105Pa = 760 torr ou mmHg = 14,7 lb/in2 ou libra por polegada quadrada
 
A pressão é definida como:
 Fluidos em repouso
Pressão hidrostática: 
São pressões decorrentes de fluidos que estão em repouso (estáticos). 
Por exemplo, a pressão de um mergulhador aumenta com a profundidade abaixo da interface água ar; e a pressão de um montanhista diminui com a altitude.
Essas duas pressões são chamadas de pressão hidrostática.
Expressão geral para a pressão hidrostática 
Na figura observa-se uma amostra de água contida em um cilindro imaginário de base reta.
y1 e y2 são as profundidades e são negativas.
O equilíbrio dessas forças pode ser escrito como:
F2 – mg – F1 = 0
F2 = F1 + mg
Agora transformamos esta equação envolvendo a pressão:
Sabe-se que:
A massa de água contida no cilindro é :
, 
Onde, 
V= volume do cilindro = produto da sua área da base pela altura (y1 – y2).
Assim,
Substituindo esse resultado nas equações 
F2 = F1 + mg e F1 =p1A e F2 =p2A, encontramos:
p2A = p1A + (ρV) g
p2A = p1A + ρ (A x altura do cilindro) g
p2A = p1A + ρ[(A x y1 – y2)] g
►p2 = p1 + ρg(y1 – y2) ou 
►p2 = p1 + ρgh
Esta equação pode ser usada para encontrar a pressão em um líquido (em função da profundidade) ou na atmosfera (em função da altitude).
Imagine que procuramos uma pressão, p, a uma profundidade, h, abaixo da superfície de um líquido: 
Nível1 = superfície; 
Nível 2 = profundidade h, abaixo do nível 1
p0 = pressão atmosférica sobre a superfície.
Nível 1: y1 = 0, p1 = p0
Nível 2: y2 = -h, p2 = p
Agora substituímos esses valores na equação geral p2 = p1 + ρgh, e temos:
 
p = p0 + ρgh → pressão a uma profundidade h.
Nesta equação p é a pressão total ou absoluta no nível 2.
No nível 2 p consiste na contribuição da pressão atmosférica, p0, que é aplicada na superfície do líquido e de ρgh, devida ao líquido acima deste nível e que é aplicado a este nível.
Medindo a pressão
O Barômetro de mercúrio
O barômetro de mercúrio é um instrumento usado para medir a pressão atmosférica.
Podemos utilizar a equação 
para encontrar a pressão atmosférica em p0 em termos da altura h da coluna de mercúrio.
O manômetro de tubo aberto
Mede a pressão manométrica, pm, de um gás.
Ele consiste em um tubo em U, contendo um líquido, com uma das extremidades do tubo conectada a um recipiente cuja pressão manométrica desejamos medir e a outra extremidade aberta para a atmosfera.
Também podemos usar a equação 
Encontra a pressão manométrica em termos da altura h mostrada na figura:
O princípio de Pascal
►Uma variação de pressão aplicada em um fluido incompressível fechado é inteiramente transmitida para toda a porção de fluido e para as paredes do recipiente.
O elevador Hidráulico
O princípio de Pascal pode fundamentar a operação de um elevador hidráulico.
Equação geral: 
Fs deve ser maior do que a força de entrada Fe.
Vantagem de um elevador hidráulico: uma dada força aplicada ao longo de uma dada distância pode ser transmitida como uma força maior aplicada ao longo de uma distância menor.
O princípio de Arquimedes
O princípio de Arquimedes vem mostrar o empuxo.
Empuxo é uma força resultante que existe porque a pressão de um corpo aumenta com a profundidade.
Todos os fluidos aplicam essa força a objetos que estejam parcial ou totalmente imersos neles. (você já deve ter tentado afundar uma bola água a baixo e sentido o empuxo).
O empuxo (FE) está dirigido para cima e tem módulo igual à mfluidog.
FE = massa do fluido deslocada pelo corpo x gravidade
*Quanto mais fluido desloca o objeto submerso maior é FE!
Flutuação
►Quando um corpo flutua em um fluido, o módulo FE do empuxo sobre o corpo é igual ao módulo Fg da força gravitacional sobre o corpo.
FE = Fg ou
FE = mfg
Em outras palavras, um corpo que flutua desloca um peso de fluido igual ao seu próprio peso.
Peso aparente em um fluido
O peso aparente de um corpo está relacionado com o seu peso real (o da balança) e com o empuxo sobre ele quando mergulhado em um fluido:
(peso aparente) = (peso real) – (módulo do empuxo)
ou
pesoap = peso real - FE
Se em algum teste de força você tivesse que levantar uma pedra pesada, você poderia fazer isso mais facilmente submerso na água.
O módulo do empuxo sobre um corpo que flutua é igual ao peso do próprio corpo.
 Assim a equação pesoap=peso real - FE nos diz que um corpo que flutua tem um peso aparente igual a zero _ o corpo produziria uma leitura igual a zero na balança.
 Fluidos em movimento
A equação da continuidade
Você já deve ter notado que pode aumentar a velocidade da água que sai de uma mangueira se fechar parcialmente sua abertura com o dedo.
A velocidade, v, da água depende da área de seção transversal, A, através da qual a água flui.
 
Consideremos um fluido escoando através de um tubo que sofre redução de área: 
Entre os pontos A e B nenhum fluido entra ou sai do tubo.
Nessas condições, de acordo com o sentido do escoamento do fluido, podemos afirmar que, num dado intervalo de tempo, o volume de fluido que entra em A sai em B, ou seja: 
As regiões A e B possuem diâmetros diferentes, então o volume de fluido (
), em A1, é dado pelo produto da área A1 pelo diâmetro d1; e em B, 
é o produto de A2 por d2: 
Em cada região a velocidade é constante:
Esta é a expressão recebe o nome de EQUAÇÃO DA CONTINUIDADE. Ela nos informa que, nas partes mais estreitas do tubo (menor área), a velocidade de escoamento é maior.
O produto da área pelo volume (A.v) no SI é o m3/s e recebe o nome de vazão.
Rv = Av, onde
Rv = vazão
A = área 
V = velocidade de escoamento
Um encerado é uma peça de lona usada para cobrir cargas como as transportadas por caminhões.
Quando o caminhão está parado, o encerado permanece plano.
Mas o encerado estufa para fora quando o caminhão se movimenta.
Explicação desse comportamento:
Esse comportamento é consequência da variação de pressão.
Quando o caminhão está parado, o ar dentro e fora da área de carga também está parado. Logo a pressão do ar é a mesma nos dois locais.
Quando o caminhão se movimenta o ar do lado de fora se desloca rapidamente sobre a superfície superior da lona.
O ar em movimento possui uma pressão menor do que a do ar em repouso dentro da área da carga.
A pressão maior no interior gera uma força maior na superfície interna da lona, e o encerado fica estufado para fora.
ão seja esvaziado e não proporcione uma rota de escape para gases.
2) A física das asas de um avião
Um dos exemplos mais espetaculares de como o escoamento de um fluido afeta a pressão é a sustentação dinâmica em asas de avião.
A figura mostra uma asa em seção transversal se movendo para a direita, com o ar escoando para a esquerda passando pela asa.
Por causa da forma da asa, o ar se desloca mais rapidamente sobre a superfície curva de cima do que sobre a superfície inferior achatada.
A pr
essão acima da asa é menor (ar se movendo mais rapidamente), enquanto a pressão abaixo da asa é maior (ar se movendo mais lentamente).
Assim, a asa sofre a ação de uma força que tende a levantar a asa de um avião FORÇA DE SUSTENTAÇÃO
*A figura representa um diagrama de corpo livre para a água no cilindro.
*A água está em equilíbrio estático (em repouso), portanto as forças que agem sobre a água estão equilibradas.
*F1 = atua no topo da superfíciedo cilindro devido à água acima do cilindro.
*F2 = atua na face do fundo do cilindro devido à água abaixo do cilindro.
*mg = força gravitacional da água contida no cilindro.
Fe= força de entrada;
 Ae = área de entrada de Fe. 
Fs= força de saída 
As = área de saída.
Nível 1: interface ar Hg↔y1=0; p1=p0.
Nível 2: topo da coluna de mercúrio
↔y2 = h; p2 = p. 
Substituindo na equação � EMBED Equation.3 ���temos:
p0 = ρgh, onde ρ é a densidade do Hg.
Para uma dada pressão a altura,h, da coluna de Hg não depende da área de seção transversal do tubo vertical. O barômetro da figura (b) fornece a mesma leitura de pressão que o da figura (a). O que importa é a altura da coluna de Hg, do valor de g na localidade do barômetro e da densidade do Hg.
Nível 1: y1=0; p1=p0
Nível 2: y2=-h; p2=p
Substituindo na equação 
� EMBED Equation.3 ���temos que:
p= p0 – ρgh ↔ pm = p - p0 = ρgh, onde 
ρ é a densidade do líquido no tubo.
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