Unidade 2 - Aula 1

Prévia do material em texto

Mecânica dos Fluidos
Prof. Esp. Rafael José Nogueira Rosa
Aula 4 - Estática dos Fluidos 
Tópicos trabalhados nesta aula:
o Introdução a estática dos fluidos;
o Lei de Stevin;
o Escalas de pressão.
Conhecer os fluidos em repouso e suas
características nos auxiliará a desenvolver e entender
instrumento para medir pressão, deduzir propriedades da
atmosfera, calcular as forças sobre objetos submersos e
também para desenvolver sistemas hidráulicos para
aplicações industriais.
Para o fluido homogêneo em repouso, a partícula em
movimento preserva suas características por todo o tempo
e seus elementos não se deformam. Desta forma, podemos
empregar a segunda lei de Newton do movimento para
entender as forças atuante nas partículas fluidas.
Estática dos Fluidos
A lei de Stevin é a base para os estudos da estática dos
fluidos. Ou seja, para todos os fluidos que possuírem velocidade
nula, aplicaremos a lei da estática dos fluidos. Logo, podemos
considerar que, para todo o fluido que se se encontra em repouso,
terá sua viscosidade também nula.
A chamada lei de Stevin diz que a pressão em um fluido que
está em repouso aumenta de forma proporcional à profundidade,
sendo que este aumento de pressão tem como sua constante de
proporcionalidade seu peso específico.
Para que possamos entender melhor o conceito da lei de
Stevin, analise a imagem abaixo de um recipiente. Onde, é
mostrado que o aumento da pressão aumenta conforme a
profundidade e de forma proporcional ao peso específico do fluido.
Lei de Stevin
Lei de Stevin
Podemos observar que a superfície livre é submetida
à pressão atmosférica, indicado por 𝑝𝑎𝑡𝑚. Então, conforme
ocorre o aumento da profundidade no fluido, há o aumento
da pressão. Observe que a pressão no ponto A, à
profundidade ℎ, é dada pela seguinte expressão :
Onde 𝛾 é o peso específico do fluido e ℎ a
profundidade no ponto A
𝑝𝐴 = 𝑝𝑎𝑡𝑚 + 𝛾. ℎ
Lei de Stevin
Lei de Stevin
A pressão absoluta, é aquela que tem como
referência o valor zero do vácuo absoluto. Enquanto a
pressão relativa, utiliza como referência a pressão
atmosférica local.
Na mecânica dos fluidos, usualmente, adota-se a
pressão na escala relativa.
Consideraremos as seguintes abreviações:
o Pressão absoluta: 𝑝𝑎𝑏𝑠;
o Pressão relativa: 𝑝𝑟𝑒𝑙;
o Pressão atmosférica loca: 𝑝𝑎𝑡𝑚.𝑙𝑜𝑐𝑎𝑙.
Pressão Absoluta e Pressão 
Relativa
Pressão Absoluta e Pressão 
Relativa
Para que a lei de Stevin possa ser válida, o fluido não pode
apresentar variação do seu peso específico em função da pressão.
Ou seja, se considerarmos que a pressão em um fluido em repouso
aumenta conforme a profundidade e este aumento de pressão se
dá proporcional ao peso específico. Não podemos aplicar a lei aos
fluidos compressíveis. Logo, teremos que a lei de Stevin se aplica
apenas à líquidos em repouso.
O ar atmosférico é um fluido que não pode ser considerado
como incompressível. Porém, na porção mais inferior da atmosfera,
conhecida como troposfera. Na determinação da pressão
atmosférica, conforme variação de altitude, a lei de Stevin poderá
ser utilizada com uma aceitável aproximação.
Pressão Atmosférica
Obrigado!
Prof. Esp. Rafael José Nogueira Rosa