MECÂNICA DOS FLUÍDOS - RENO

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UNIVERSIDADE PRESIDENTE ANTÔNIO CARLOS
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
Fenômenos de Transporte
Prof.: Alisson dos Santos
MECÂNICA DOS FLUÍDOS
Gabriel Luiz
Isac
Lauana
Natalia
Renô 
Samara
Uma análise sobre a introdução de mecânica dos 
fluídos, com aplicação de teste prático sobre a teoria. 
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MECÂNICA DOS FLUÍDOS 
A Mecânica dos Fluidos é uma área da física destinada ao estudo de fluidos em movimento ou em repouso. O
estudo da Mecânica dos fluidos é construído com a ajuda de grandezas físicas que descrevem ou são propriedades
dos fluidos como por exemplo a viscosidade, volume, tensão superficial, velocidade vetorial e etc.
A mecânica dos fluidos é um ramo da física que diz respeito ao estudo de fluidos e à maneira como eles interagem
com as forças. Tanto líquidos quanto gases são considerados fluidos para os propósitos deste ramo da ciência.
Frequentemente, o campo da mecânica dos fluidos é dividido em dois campos de estudo mais específicos. Trata-se
de estática e dinâmica de fluidos, que dizem respeito a fluidos em repouso e fluidos em movimento,
respectivamente. A mecânica dos fluidos pode envolver matemática altamente complexa, e a ajuda dos
computadores modernos aprimorou significativamente essa ciência.
A Mecânica dos fluidos é dividida nas duas seguintes subáreas:
• Hidrostática
Princípio de Pascal;
Princípio de Arquimedes;
Princípio de Stevin;
• Hidrodinâmica
Princípio de Bernoulli:
Vazão;
Equação da continuidade;
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1 – PRESSÃO E MASSA ESPECIFICA
No estudo da mecânica dos fluidos, há duas grandezas importantes: densidade e pressão. Assim, antes de
estudar as leis que regem o comportamento dos fluidos, precisamos entender essas duas grandezas, começando
aqui pela densidade.
TAÇA DE VINHO
A primeira parte dessa experiência é bem conhecida, a água
não cai pois a pressão atmosférica empurra a carta debaixo do
copo.
Já a segunda parte é nova, pelo menos para o grupo. Nesse
caso a tensão superficial impede que a água escorra pelas laterais.
Quando se coloca um pouco de vinho sobre o copo de cima, ele
escorre e vai para o interior dos copos. Como o vinho é menos
denso que a água ele sobe, dando um efeito muito legal!
Como explicar a densidade? 
Densidade = massa / volume
A densidade determina a quantidade de matéria que está
presente em uma unidade de volume, por exemplo, o mercúrio
possui maior densidade do que o leite, isso significa que num dado
volume de mercúrio há mais matéria que em uma mesma
quantidade de leite.
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2 – PRESSÃO ATMOSFÉRICA
A pressão atmosférica é a força exercida pela massa de gases da atmosfera sobre uma determinada
superfície. O valor da pressão atmosférica não é constante. Varia em função da altitude do local, sendo menor a
medida que a altitude aumenta.
Além da variação com relação a altitude, seu valor também sofre alterações ao longo do tempo e em locais de
mesma altitude. Isto se deve ao fato da pressão atmosférica estar intimamente relacionada com a temperatura, a
densidade e o volume da massa de ar.
Como a medida da pressão atmosférica é um importante indicador de mudanças meteorológicas, seu valor é
registrado ao longo do dia em diferentes pontos da Terra.
INSTRUMENTOS DE MEDIDA FÓRMULA DE PRESSÃO
A medida da pressão atmosférica é feita com instrumentos 
chamados barômetros que podem ser de dois tipos:
De mercúrio;
E o aneroide.
A pressão é dada pela razão entre a força e a área da 
superfície, assim temos:
Onde:
p: pressão
F: força
A: área
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3 – PRINCÍPIO DE PASCAL
O Princípio de Pascal é uma lei da hidrostática que envolve a variação de pressão hidráulica num fluido em equilíbrio.
Recebe esse nome pois foi elaborada no século XVII pelo físico, matemático e filósofo francês Blaise Pascal (1623-1662).
Seu enunciado é expresso da seguinte maneira:
“O aumento da pressão exercida em um líquido em equilíbrio é transmitido integralmente a todos os pontos do líquido bem
como às paredes do recipiente em que ele está contido.”
Fórmula:
A partir da figura acima, a fórmula do Princípio de Pascal é expressa:
𝐹1
𝐴1
=
𝐹2
𝐴2
Onde:
F1 e F2: forças aplicadas aos êmbolos 1 e 2
A1 e A2: áreas dos êmbolos 1 e 2
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3 – PRINCÍPIO DE PASCAL
Nesse sentido, as intensidades das forças aplicadas são diretamente proporcionais às áreas dos êmbolos.
Aplicações: Exemplos Prensa Hidráulica
As prensas hidráulicas constituem-se de um tubo preenchido por um líquido confinado entre dois êmbolos de 
áreas diferentes. Quando aplicamos uma força no êmbolo de área A1, surge uma pressão na região do líquido em 
contato com esse êmbolo. Como o incremento de pressão é transmitido integralmente a qualquer ponto do líquido, 
podemos dizer que ele também atua no êmbolo de A2 com uma força de intensidade proporcional à área do 
êmbolo 2
Alguns exemplos sobre o Princípio de Pascal podem ser aplicados além da prensa hidráulica:
 Elevadores hidráulicos
 Freios hidráulicos
 Barragens
 Caixas d’água
 Sistemas de amortecedores
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4 – PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES
O Teorema de Arquimedes, também chamado de “Princípio de Arquimedes” (Lei do Empuxo) refere-se à 
experiência do grande físico-matemático grego: Arquimedes de Siracusa. Assim, a partir da “gravidade específica”, o 
teorema de Arquimedes permite calcular o valor da força vertical e para cima (força empuxo) que torna um corpo 
mais leve no interior de um fluido.
Assim, o postulado de Arquimedes afirma que:
“todo corpo mergulhado num fluido recebe um impulso de baixo para cima igual ao peso do volume do 
fluido deslocado, por esse motivo, os corpos mais densos que a água, afundam, enquanto os menos densos 
flutuam”.
Isso explica por que quando estamos imersos na água, seja na praia ou na piscina, a percepção que temos é 
de que somos mais leves dentro da água do que fora dela, o que explica a força empuxo (E) atuando, em sentido 
contrário à força peso (P).
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4 – PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES
Empuxo
A força empuxo (impulsão) é uma força hidrostática e uma grandeza vetorial (possui módulo, sentido e direção) 
representada pela letra F com uma seta acima da letra.
A força empuxo designa a força resultante exercida pelo fluido sobre determinado corpo.
No Sistema Internacional (SI) de Unidades o empuxo é medido pela unidade Newton (N). Dessa forma, para calcular a 
força empuxo utiliza-se a seguinte fórmula:
E= df.Vfd.g
Onde:
df: densidade do fluido
Vfd: volume do fluido
g: Aceleração da gravidade
Assim, é importante ressaltar que se a densidade do corpo for maior que a densidade do fluido, o corpo afundará; se a 
densidade do corpo for equivalente à densidade do fluido, o corpo ficará em equilíbrio com o fluido; e, por fim, se a 
densidade do corpo for menor que a densidade do fluido, o corpo flutuará na superfície do fluido.
Em outras palavras, se a força empuxo (E) tiver menor intensidade que a força peso (P), o corpo afundará; se a força 
empuxo (E) tiver a mesma intensidade que a força peso (P) o corpo não subirá nem descerá, permanecendo em equilíbrio; 
por fim, se a força do empuxo tiver maior intensidade que a força peso (P), o corpo subirá para a superfície.
Note que no Sistema Internacional (SI) a densidade do fluido é medida em quilogramas por metros cúbico (kg/m³), o 
volume em metros cúbicos (m³) e a aceleração da gravidade em metros por segundo ao quadrado (m/s²).
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5 – EQUAÇÃO DE BERNOULI
A equação de Bernoulli é obtida a partir do Teorema da Conservação de Energia Mecânica e da relação entre 
o trabalho mecânico e a energia dos corpos. A equação de Bernoulli é utilizada para descrever o comportamento 
dos fluidos em movimento no interior de um tubo. Ela recebe esse nome em homenagem a Daniel Bernoulli, 
matemático suíço que a publicouem 1738.
Para compreender como a equação de Bernoulli foi obtida, observe a figura:
Consideramos para essa figura um fluido ideal que apresenta as seguintes características:
 Escoamento linear – velocidade constante em qualquer ponto do fluído;
 Incompressível – com densidade constante;
 Sem viscosidade;
 Escoamento irrotacional.
Nesse caso, os fatores que interferem no escoamento do fluido são a diferença de pressão nas extremidades 
do tubo, a área de seção transversal e a altura.
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5 – CONCLUSÃO
Durante a construção desse trabalho...