Aula 02 - Mecânica dos Fluidos

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Prof. Fábio de Oliveira Borges
Curso de Física III
Instituto de Física, Universidade Federal Fluminense
Niterói, Rio de Janeiro, Brasil
Mecânica dos Fluidos
P1
P2
Pressão absoluta e pressão manométrica
Pressão 
Manométrica 
denomina-se como o excesso de pressão
acima da atmosférica
Pressão 
absoluta 
Ou pressão total (manométrica+atmosférica).
Quando a pressão absoluta for menor que a
atmosférica a pressão manométrica é negativa.
Pressão manométrica
Barômetro de mercúrio
P0  vapor de mercúrio a pressão
extremamente pequena e pode ser
desprezada (P0).

O barômetro mede a pressão
atmosférica Patm diretamente a partir
da altura h da coluna de mercúrio.
 a pressão equivalente a 1 mmHg
denomina-se 1 torr, em homenagem a
Evangelista Torricelli. Mas essa
unidade depende da densidade do
mercúrio, e g local.
Manômetro de recipiente selado
PESO DO AR, PRESSÃO E METEREOROLOGIA
Medindo a pressão com vinho
Blaise Pascal reproduziu o barômetro de Torricelli usando um vinho tinto
Bordeaux, de densidade 984 kg/m3, como líquido funcional (Fig.). Qual era a
altura h da coluna de vinho para uma pressão atmosférica normal?
A HISTÓRIA DE DOIS FLUIDOS
O tubo de um manômetro é parcialmente preenchido com água. Despeja-se
óleo (que não se mistura com a água) no braço esquerdo do tubo até que a
linha de separação entre o óleo e a água esteja na metade do recipiente,
como mostra a Figura. Ambos os braços do tubo são abertos para o ar.
Encontre a relação entre as alturas hóleo e hágua.
Empuxo
Empuxo força exercida para cima por um fluido
sobre qualquer corpo nele imerso.
Força de empuxo
 O módulo da força de empuxo
sobre um corpo é sempre igual ao
peso do fluido deslocado por
aquele corpo.
Condição para flutuar
Corpo flutua para a superfície
Corpo flutua imerso no fluido
Corpo afunda
Corpo flutuante
Portanto, a fração do volume do
corpo sob a superfície do fluido é
igual à razão entre a densidade
do corpo e a densidade do fluido.
PROBLEMA RÁPIDO 
Uma maçã é totalmente submersa imediatamente abaixo da
superfície de água em um recipiente. A maçã é movida para um
ponto mais fundo na água. Comparada com a força necessária para
manter a maçã imediatamente abaixo da superfície, qual é a força
necessária para mantê-la neste ponto mais fundo?
(a) maior
(b) a mesma
(c) menor
(d) impossível determinar
EMPUXO
Uma estátua de ouro sólido de 15,0 kg está sendo içada de um navio
submerso (Figura). Qual é a tensão no cabo de sustentação
(desprezando sua massa) quando a estátua está em repouso (a)
completamente submersa; (b) fora da água? (H2O=1030 kg/m3)
Flutuação do Iceberg
Um iceberg, cuja densidade é de 0,92 g/cm3, encontra-se em equilíbrio de
flutuação em um lugar onde a densidade da água do mar é de 1, 05 g/cm3.
Indique a porcentagem aproximada de volume do iceberg que permanece
abaixo da superfície do mar.
Tensão superficial
A tensão superficial ocorre porque as moléculas de um líquido
exercem forças de atração mútuas. A força resultante sobre
qualquer molécula situada no interior do volume do líquido é
igual a zero, porém uma molécula na superfície é puxada para
dentro do volume. Ou seja, o líquido tende a minimizar a área
da superfície, da mesma forma que uma membrana esticada.
A tensão superficial é importante em líquidos de tamanho
milimétrico, onde a área superficial é grande para seu volume.
A razão entre a área superficial
e o volume (3/r), aumenta à
medida que o raio diminui. Como
estamos considerando fluidos em
grandes quantidades, podemos
desprezar os efeitos da tensão
superficial.