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13714 | ESTÁTICA DOS FLUIDOS Densidade relativa Por definição, chama-se densidade de uma substância A relativa a outra B o quocien- te das respectivas massas específicas das substâncias A e B, à mesma temperatura e pressão: dAB A B 5 m m O conceito de pressão Por definição, a pressão média (p m ) que F & exerce na superfície f é obtida dividin- do-se o módulo da componente normal de F && em relação a f (F && n ) pela correspon- dente área A: p m 5 |F&n| |A| Pressão exercida por uma coluna líquida Considere um reservatório contendo um líquido homogêneo de massa específica m, em equilíbrio sob a ação da gravidade (de intensidade g). m g Seja h a altura do nível do líquido no reservatório. Isolemos, no meio fluido, uma coluna cilíndrica imaginária do próprio líquido, com peso de módulo P e área da base A. g h m A P A pressão exercida pela coluna líquida pode ser ser calculada por: p 5 mgh P a u lo M a n zi /A rq u iv o d a e d it o ra P a u lo M a n zi /A rq u iv o d a e d it o ra 1CONECTE_CAD_ESTUDOS_FISICA_M2018_136a147.indd 137 9/10/18 11:11 AM 138 CADERNO DE ESTUDOS Forças exercidas nas paredes do recipiente por um líquido em equilíbrio Um líquido em equilíbrio exerce nas paredes do recipiente que o contém forças per- pendiculares a elas, no sentido líquido → parede. Caso as paredes do recipiente sejam planas, pode-se verificar que: A intensidade (F ) da força exercida por um líquido em equilíbrio contra uma parede plana do recipiente que o contém é igual ao produto da pressão no centro geométrico (C) da parede banhada pelo líquido (p C ) pela área (A) "molhada": F 5 p c A O Teorema de Stevin A diferença de pressões entre dois pontos de um líquido homogêneo em equilíbrio sob a ação da gravidade é calculada pelo produto da massa específica do líquido pelo módulo da aceleração da gravidade no local e pelo desnível (diferença de cotas) entre os pontos considerados: p 2 2 p 1 5 m ? g ? Dh Consequências do Teorema de Stevin 1a Consequência Todos os pontos de um líquido em equilíbrio sob a ação da gravidade, situados em um mesmo nível horizontal, suportam a mesma pressão, constituindo uma região isobárica. 2a Consequência Desprezando fenômenos relativos à tensão superficial, a superfície livre de um líquido em equilíbrio sob a ação da gravidade é plana e horizontal. O Teorema de Pascal Um incremento de pressão comunicado a um ponto qualquer de um líquido incompres- sível em equilíbrio transmite-se integralmente a todos os demais pontos do líquido, bem como às paredes do recipiente. h 2 22 1 Dh h 1 h 2 B a n c o d e i m a g e n s /A rq u iv o d a e d it o ra P a u lo M a n zi /A rq u iv o d a e d it o ra 1CONECTE_CAD_ESTUDOS_FISICA_M2018_136a147.indd 138 9/10/18 11:11 AM 13914 | ESTÁTICA DOS FLUIDOS Consequência do Teorema de Pascal Todos os pontos de um líquido em equilíbrio exposto à atmosfera ficam submetidos à pressão atmosférica. Pressão absoluta e pressão efetiva Considere um recipiente aberto e contendo um líquido homogêneo em equilíbrio sob a ação da gravidade, como o representado a seguir. Seja um ponto A situado a uma pro- fundidade h. Pressão absoluta é a pressão total verificada no ponto A. Em outras palavras, é a soma da pressão exercida pela coluna líquida com a pressão atmosférica (transmitida até esse ponto). p abs 5 mgh 1 p 0 Pressão efetiva (ou hidrostática) é a pressão exercida exclusivamen- te pela camada líquida que se sobrepõe ao referido ponto: p ef 5 mgh Vasos comunicantes Considere os recipientes da figura a seguir, que se comunicam pelas bases. (1) (2) (3) (4) (5) m A h atmosfera B a n c o d e i m a g e n s /A rq u iv o d a e d it o ra Como consequência do Teorema de Pascal: p 1 5 p 2 5 p 3 5 p 4 5 p 5 Em um sistema de vasos comunicantes abertos nas extremidades superiores, situados em um mesmo ambiente e preenchidos por um mesmo líquido em equilíbrio, tem-se, em todos os vasos, a mesma altura para o nível livre do líquido. Em um recipiente em que comparecem vários líquidos imiscíveis em equilíbrio, as várias camadas líquidas apresentam massa específica crescente da superfície para o fundo. Assim: h h B A A B 5 m m P a u lo M a n zi /A rq u iv o d a e d it o ra 1CONECTE_CAD_ESTUDOS_FISICA_M2018_136a147.indd 139 9/10/18 11:11 AM