TEXTO FLUIDOS ESTATICOS

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FLUIDOS ESTÁTICOS 
 
Vanderlei S. Bagnato – Professor do IFSC-USP 
 
 
 
 
 
 
UM PROGRAMA DE COOPERAÇÃO ENTRE A UNIVERISDADE DE SÃO 
PAULO E A UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ 
 
 
 
 
 
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Fluidos Estáticos 
 
Os fluidos são porções de massa que não possuem forma definida. Eles 
normalmente se adaptam aos recipientes que os contêm. Esta propriedade faz 
com que eles possam mudar de forma ou de posição quando submetidos a uma 
diferença de forma em diferentes pontos. 
Devido a essa característica de ter de se acomodar segundo as conduções 
de contorno, o conceito de força é mais bem empregado se definirmos o conceito 
de pressão, que é a força distribuída por unidade de área. 
Na natureza temos dois fluidos extremamente importantes: a água dos 
oceanos e o ar atmosférico. 
No caso do ar atmosférico, que é uma camada de gás envolvendo o 
planeta, o próprio peso deste fluido faz uma força nas camadas inferiores, e esta 
força por unidade de área é conhecida por pressão atmosférica. 
No nível do mar, esta pressão é da ordem de 105 N/m2, que é o valor 
chamado de atmosfera e abreviado por atm. Como os fluidos não possuem forma 
definida, e como suas partes podem mudar de posição, ao invés da massa, o 
melhor é sempre lidar com a chamada densidade, que representa a massa por 
unidade de volume. 
Quando os fluidos têm densidade que não variam com a pressão de forma 
considerável, eles são chamados de incompressíveis. A água é um exemplo 
deste tipo de fluido. Por outro lado, quando a densidade variar dependendo da 
pressão, temos os fluidos compressíveis. O Ar atmosférico é exemplo deste 
tipo de fluido. Quando temos uma coluna de fluido sob ação da gravidade, em 
cada ponto, todo o peso da coluna realiza força, criando nesse ponto uma pressão 
que é igual a todo peso da coluna acima do ponto por unidade de área. 
Isso resulta que, na presença da gravidade, a pressão varia à medida que 
subimos, diminuindo seu valor. Essa pressão, denominada de hidrostática, 
existe ao longo de todo o fluido, e transmite-se por todos os seus pontos. Com 
isso, se considerarmos diversos vasos comunicantes preenchidos por um fluido, 
pontos na mesma altura (cota), apresentam a mesma pressão 
independentemente da área transversal desses vasos. 
Isso cria uma forma importante de transmitir e ampliar forças. Um vaso 
de pequeno diâmetro pode ter uma alta pressão que, transmitida a um vaso de 
grande diâmetro, pode representar uma enorme força. Esta propriedade dos 
 
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fluidos cria a possibilidade de termos as prensas hidráulicas, extremamente úteis 
para diversas aplicações. 
Uma das características mais importantes dos fluidos é a força que podem 
exercer sobre os corpos submersos. Imagine um fluido que apresenta certa 
densidade, e um corpo de densidade diferente é submerso nele. Ocorre que, para 
qualquer corpo submerso, que apresenta certo volume, a sua parte inferior e sua 
parte superior ficarão em diferentes alturas e, portanto, sujeitas a diferentes 
pressões. Essa diferença de pressão gera uma força, sempre para cima, que 
contraria a gravidade. 
Caso o corpo tenha densidade menor que a do líquido, a força feita pelo 
fluido vence o peso do corpo e ele flutua. Caso a densidade do corpo seja maior 
que a do líquido, ele lentamente afunda. De fato, devido à força para cima, 
qualquer corpo submerso afunda com velocidade muito menor do que aquela 
que a gravidade impõe a ele. 
Esse fato é a razão porque normalmente dizemos que o peso aparente dos 
corpos submersos é muito menor. A força que aparece nos corpos submersos ou 
parcialmente submersos é chamada de empuxo, e deve-se à diferença de 
densidade do corpo com o fluido. 
Graças ao empuxo é que podemos ter os barcos. Mesmo tendo seus cascos 
de aço, os barcos são ocos, e dessa maneira têm uma densidade média muito 
menor que a da água, permitindo a sua flutuação. O empuxo independe da forma 
do corpo submerso, dependendo apenas de seu volume. 
A força de empuxo em uma esfera de aço ou de isopor é a mesma se elas 
tiverem o mesmo volume. A razão da esfera de isopor flutuar e a de aço não, 
advém do desequilíbrio entre a força de empuxo e o peso da esfera. 
A mecânica dos fluidos é extremamente importante nas engenharias, pois 
o transporte de água e de outros líquidos é fundamental na engenharia química, 
na civil e em outras. Quando fazemos uma barragem, temos que levar em conta 
o fato que, com o aumento da profundidade, a pressão aumenta e, portanto, 
deve aumentar também a resistência da barragem. Esta é a razão pela qual as 
barragens aumentam de espessura com a profundidade.