Introdução à Hidrostática

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Hidrostática. 
1. Introdução 
 A hidrostática é a parte da física que estuda as forças de um fluído que não esteja em 
vazamento, ou seja, não esteja em movimentação. Um fluído nada mais é a matéria que adquire 
o formato do recipiente que o contém (líquido/gasoso). Além disso a hidrostática estuda a força 
que esses fluídos exercem sobre os corpos neles imerso, seja uma imersão parcial, seja um 
objeto flutuando ou um objeto totalmente submerso. 
2. Massa específica ou densidade absoluta 
 Massa especifica ou densidade absoluta, é uma grandeza escalar (aquela que fica 
totalmente definida apenas utilizando um número e uma unidade de medida). Ela é definida 
pela razão entre a massa (m) e o seu volume (V) de uma certa substância. 
 
 µ = 
𝑚
𝑣
 
 
3. Peso específico 
 O peso especifico (ᵨ) também, assim com a massa especifica, é uma grandeza escalar 
definida pela razão entre o peso (P=m.g) e o volume de uma substância. 
 
 ᵨ= 𝑃
𝑉
 
 
4. Conceito de pressão 
 Pressão é a palavra usada para a força que é exercida sobre alguma coisa. Pode indicar 
inclusive o ato de comprimir e pressionar. Na física a pressão é uma grandeza que se calcula 
através da razão entre a força (F) e a área (A) da superfície que a força é aplicada. A pressão é 
dada em N/m² (método Pascal), segundo o sistema internacional. Assim uma força exerce maior 
pressão se a área por menor. 
 
5. Densidade de um corpo 
 A densidade é uma medida de quanto de um material se encontra comprimido em um 
espaço determinado, ou seja, é a relação entre a massa (m) e o volume (V) de um corpo, sendo 
ele homogêneo (composto por apenas uma substância) ou não. Se o corpo for maciço e 
homogêneo, a sua densidade é igual à massa específica. No caso dos gases são sempre 
homogêneos. 
 
 SI: Kg/m³ 
 
 SI: N/m³ 
6. Princípio de Arquimedes 
 “A força de um empuxo (E) de um corpo imerso em um fluído é igual ao peso do fluído 
deslocado(PF)” 
 No princípio de Arquimedes todo corpo sólido mergulhado num fluído (que não esteja em 
escoamento/vazamento) recebe uma força de direção vertical e de sentido de baixo para cima 
assim a sua intensidade é igual ao peso do fluído deslocado. Com isso a força que resulta da 
diferença de pressão existente no interior do fluído é: 
 
 E=PF ou E=DFVFg 
 
 *DF é a densidade do fluído deslocado; VF é o volume do fluído deslocado. 
 Se o corpo possuir uma área (A) de secção transversal constante (é a região 
determinada pela intersecção de uma plano paralelo às bases de um cilindro, dividindo em 
duas partes, não necessariamente iguais), o empuxo (força que atua como impulso) é 
determinado por: 
 E=∆p.A 
 *∆p é a variação de preção nas duas metades separada pela secção transversal. 
 O valor do empuxo não depende da densidade do corpo (Dc) imerso no fluído, a 
densidade de um corpo só serve para saber se um corpo afunda ou não. Então: 
 Quando Dc<DF, o corpo flutua na superfície do fluído; 
 Quando Dc=DF, o corpo fica totalmente imerso no fluído; 
 Quando Dc>DF, o corpo afunda no fluído. 
 Assim sucessivamente: 
 
 
 
 
6.1 Corpo totalmente imerso 
 Quando um corpo fica totalmente imerso (Dc=DF) o volume deslocado é o próprio volume 
do corpo. Portanto, num corpo que se encontra nessa situação, agem duas forças: a força peso 
(Fp), devida a interação com o campo gravitacional terrestre (10m/s²), e a força de empuxo (E), 
devida a sua interação com o líquido. Quando um corpo está totalmente imerso, deve-se 
conhecer as seguintes condições: 
 
 
 Se ele permanece parado no ponto onde ele foi colocado, a intensidade da força 
de empuxo é igual a intensidade da força peso (Fp=E); 
 Se ele afundar, a intensidade da força de empuxo é menor que a intensidade da 
força peso (E<Fp); 
 Se ele for levado para a superfície, a intensidade da força de empuxo é maior do 
que a intensidade da força peso (E>Fp). 
 
6.2 Corpo parcialmente imerso 
 Já quando um corpo fica parcialmente imerso (Dc<DF) o volume deslocado é 
parcialmente do corpo. Se o corpo está flutuando em equilíbrio com o fluído, conclui-se que o 
empuxo equilibra o seu peso, ou seja, o módulo do peso do corpo é igual ao empuxo exercido 
pelo líquido. 
7. Exercícios 
1) Um iceberg, com a forma aproximada de um paralelepípedo, flutua na água do mar de 
tal modo que a parte fora da água tem 10 m de altura. Qual é a altura h da parte 
submersa do iceberg? 
(Dados: ρmar = 1,03 g / cm³ e ρgelo = 0,92 g / cm³) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2) Ao mostrar dois líquidos diferentes A e B, nota-se que: 
 - O líquido A apresenta um volume de 20cm³ e densidade absoluta de 0,78g/cm³; 
 - O líquido B apresenta um volume de 200cm³ e densidade absoluta igual a 0,56g/cm³. 
Determine em g/cm³ a densidade apresentada pela mistura de A e B. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8. REFERÊNCIAS 
Disponível em: 
<http://www.rumoaoita.com/site/attachments/548_hidrostatica_teoria_fernando_machado.
pdf> <http://coral.ufsm.br/gef/Fluidos/fluidos05.pdf > 
<https://victaoml.files.wordpress.com/2009/08/apostila-de-fisica-31-e28093-
hidrostatica1.pdf> <http://eduloureiro.dominiotemporario.com/doc/mfaula2.pdf>