O que é hidrostática (Resumo)

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O que é hidrostática
A hidrostática é a área da Física que estuda os fluidos em repouso, tanto em estado líquido como gasoso. Para isso, ela utiliza dois conceitos muito importantes: densidade e pressão.
A densidade consiste no quanto de matéria há em um determinado volume. É por conta dela que podemos dizer que a água é mais densa do que o gelo e, assim, ele boia.
A fórmula que utilizamos para determinar a densidade é a seguinte:
d = m/v
Em que:
· d é a densidade;
· m é a massa;
· v é o volume.
Pelo Sistema Internacional de Unidades (SI), a massa é medida em quilogramas (Kg), o volume em metros cúbicos (m³) e a densidade em quilogramas por metro cúbico (Kg/m³). Caso em algum exercício sejam encontrados esses termos com outras medidas, o ideal é converter para as unidades do SI.
Agora, vamos ver o que é a pressão.
Pressão hidrostática
A pressão hidrostática determina a pressão que os fluidos exercem sobre outros fluidos ou corpos.
Por exemplo, quando uma pessoa faz um mergulho no mar e vai indo mais para o fundo, ela sente uma pressão maior sobre seu corpo. Isso acontece porque quanto mais fundo, mais volume de água ela vai ter sobre o seu corpo.
Sendo assim, a pressão informa quanto de força está sendo aplicada, em média, sobre uma determinada área. No exemplo, a área seria o corpo do mergulhador.
Veja qual é a fórmula para determinar a pressão:
P = d . h . g
Em que:
· P é a pressão;
· d é a densidade do fluido;
· h é a altura da coluna de fluido;
· g é a aceleração da gravidade.
Segundo o SI, temos:
· P: pascal (Pa);
· d: grama por centímetro cúbico (g/cm³);
· h: metro (m);
· g: metro por segundo ao quadrado (m/s²).
Sendo assim, podemos notar também que a pressão não depende do formato do recipiente no qual está o fluido, mas sim, apenas da densidade, da profundidade em que se encontra o objeto e da aceleração da gravidade.
Hidrostática: densidade absoluta e relativa
Voltando ao assunto densidade, há dois tipos: absoluta e relativa. O primeiro se refere à massa específica de uma substância. A massa específica (densidade absoluta) é a razão entre a massa de uma substância e o volume ocupado por ela. Ou seja, utilizamos a mesma fórmula que vimos no começo do texto, porém a densidade é representada agora por μ:
μ = m/v
Assim, por exemplo, é determinada a densidade da água, do ouro, da prata, do ar e de qualquer outra substância.
Já em relação à densidade relativa, estamos falando de duas substâncias que estão em contato. Assim, ela é a razão entre a densidade de uma substância por outra, que é tomada como referência. Ou seja:
μxy = μx/μy
Nesse caso, a densidade μxy não tem unidade de medida, sendo um número puro.
Empuxo
Quando entramos em uma piscina, temos a sensação de ficarmos mais leves. Isso se dá devido a uma força vertical de baixo para cima, que é denominada empuxo e é representada pela letra E.
O empuxo é a força resultante exercida sobre o corpo por um fluido. Desse modo, como tem sentido contrário à força e peso, ele tem a característica de dar sensação de leveza ao objeto.
Hidrostática: princípio de Arquimedes
Arquimedes foi um filósofo, físico, matemático, engenheiro, inventor e astrônomo grego que nasceu em 287 a.C.. Foi ele quem descobriu o empuxo.
Ao colocar um objeto em um copo de água que estava cheio, ele observou que uma parte da água transbordava (volume deslocado). O peso desse volume deslocado é igual ao empuxo. Sendo assim, temos a seguinte fórmula:
E = d . V . g
Em que:
· E é o empuxo;
· d é a densidade do líquido;
· V é o volume do líquido deslocado;
· g é a aceleração da gravidade.
Segundo o SI, a unidade do empuxo é Newton (N), da densidade é quilograma por metro cúbico (Kg/m³), do volume é metro cúbico (m³) e da aceleração da gravidade é metro por segundo ao quadrado (m/s²).