Aula3

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Mecânica dos Fluidos
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hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh Mecânica dos Fluidos
Aula 3 -
Definição
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Mecânica dos Fluidos
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Mecânica dos Fluidos
- Estática dos Fluidos,
Definição de Pressão
Aula 3
Tópicos Abordados Nesta Aula
Estática dos Fluidos.
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Estática dos Fluidos.
Definição de Pressão Estática.
Unidades de Pressão.
Conversão de Unidades de Pressão.
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Prof. MSc. Luiz Eduardo Miranda J. Rodrigues
Tópicos Abordados Nesta Aula
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Definição de Pressão Estática.
Unidades de Pressão.
Conversão de Unidades de Pressão.
Mecânica dos Fluidos
Aula 3
Estática dos Fluidos
A estática dos fluidos é a ramificação da
mecânica dos fluidos que estuda o
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A estática dos fluidos é a ramificação da
mecânica dos fluidos que estuda o
comportamento de um fluido em uma
condição de equilíbrio estático, ao longo
dessa aula são apresentados os conceitos
fundamentais para a quantificação e
solução de problemas relacionados àsolução de problemas relacionados à
pressão estática e escalas de pressão.
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Estática dos Fluidos
A estática dos fluidos é a ramificação da
mecânica dos fluidos que estuda o
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A estática dos fluidos é a ramificação da
mecânica dos fluidos que estuda o
comportamento de um fluido em uma
condição de equilíbrio estático, ao longo
dessa aula são apresentados os conceitos
fundamentais para a quantificação e
solução de problemas relacionados àsolução de problemas relacionados à
pressão estática e escalas de pressão.
Mecânica dos Fluidos
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Definição de Pressão
A pressão média
superfície pode ser definida
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superfície pode ser definida
entre a força aplicada
superfície e pode
calculada pela aplicação
seguir.
P =P =
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Definição de Pressão
aplicada sobre uma
definida pela relação
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definida pela relação
aplicada e a área dessa
ser numericamente
aplicação da equação a
F
A
Mecânica dos Fluidos
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Unidade de Pressão no Sistema Internacional
Como a força aplicada é dada em Newtons [N] e a área em metro ao
quadrado [m²], o resultado dimensional será o quociente entre essas
duas unidades, portanto a unidade básica de pressão no sistema
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duas unidades, portanto a unidade básica de pressão no sistema
internacional de unidades(SI) é N/m²(Newton por metro ao
quadrado).
A unidade N/m² também é usualmente
portanto é muito comum na indústria
seus múltiplos kPa (quilo pascal) e 
as seguintes relações são aplicáveis
1N/m² = 1Pa
1kPa = 1000Pa = 10³Pa1kPa = 1000Pa = 10³Pa
1MPa = 1000000Pa = 10E6Pa
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Unidade de Pressão no Sistema Internacional
Como a força aplicada é dada em Newtons [N] e a área em metro ao
quadrado [m²], o resultado dimensional será o quociente entre essas
duas unidades, portanto a unidade básica de pressão no sistema
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duas unidades, portanto a unidade básica de pressão no sistema
internacional de unidades(SI) é N/m²(Newton por metro ao
usualmente chamada de Pascal (Pa),
indústria se utilizar a unidade Pa e os
) e MPa (mega pascal). Desse modo,
aplicáveis:
Mecânica dos Fluidos
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Outras Unidades de Pressão
Na prática industrial, muitas
especificação da pressão também
unidades são comuns nos mostradores
industriais e as mais comuns
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unidades são comuns nos mostradores
industriais e as mais comuns
psi e mca. A especificação de 
apresentada aseguir.
atm (atmosfera)
mmHg (milímetro de mercúrio)
kgf/cm² (quilograma força por
bar (nomenclatura usual parabar (nomenclatura usual para
psi (libra por polegada ao quadrado
mca (metro de coluna d’água)
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Outras Unidades de Pressão
muitas outras unidades para a
também são utilizadas, essas
mostradores dos manômetros
comuns são: atm, mmHg, kgf/cm², bar, 
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mostradores dos manômetros
comuns são: atm, mmHg, kgf/cm², bar, 
de cada uma dessas unidades está
mmHg (milímetro de mercúrio)
por centímetro ao quadrado)
para pressão barométrica)para pressão barométrica)
quadrado)
mca (metro de coluna d’água)
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Tabela de Conversão de Unidades de Pressão
Dentre as unidades definidas de pressão, tem
para a atm(atmosfera) que teoricamente representa a pressão
necessária para se elevar em 760mm uma coluna de mercúrio,
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necessária para se elevar em 760mm uma coluna de mercúrio,
assim, a partir dessa definição, a seguinte tabela para a conversão
entre unidades de pressão pode ser utilizada.
1atm = 760mmHg
1atm = 760mmHg = 101230Pa
1atm = 760mmHg = 101230Pa = 1,0330 kgf/cm²
1atm = 760mmHg = 101230Pa = 1,0330 kgf/cm² = 1,01bar
1atm = 760mmHg = 101230Pa = 1,0330 kgf/cm² = 1,01bar = 14,7psi
1atm = 760mmHg = 101230Pa = 1,0330 kgf/cm² = 1,01bar = 14,7psi = 10,33mca
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Tabela de Conversão de Unidades de Pressão
Dentre as unidades definidas de pressão, tem-se um destaque maior
para a atm(atmosfera) que teoricamente representa a pressão
necessária para se elevar em 760mm uma coluna de mercúrio,
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necessária para se elevar em 760mm uma coluna de mercúrio,
assim, a partir dessa definição, a seguinte tabela para a conversão
entre unidades de pressão pode ser utilizada.
1atm = 760mmHg = 101230Pa = 1,0330 kgf/cm²
1atm = 760mmHg = 101230Pa = 1,0330 kgf/cm² = 1,01bar
1atm = 760mmHg = 101230Pa = 1,0330 kgf/cm² = 1,01bar = 14,7psi
1atm = 760mmHg = 101230Pa = 1,0330 kgf/cm² = 1,01bar = 14,7psi = 10,33mca
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Pressão Atmosférica e Barômetro de Torricelli
Sabe-se que o ar atmosférico exerce uma
da Terra. A medida dessa pressão foi realizada
Evangelista Torricelli, em 1643.
Para executar a medição, Torricelli tomou
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Para executar a medição, Torricelli tomou
encheu-o até a borda com mercúrio. Depois
mergulhou essa ponta em uma bacia com 
de mercúrio descia até um determinado nível
de 760 milímetros acima do mercúrio.
Torricelli logo percebeu que havia vácuo e 
equilíbrio estático com a força que a pressão
bacia, assim definiu que a pressão atmosférica
760mm, definindo desse modo a pressão
O mercúrio foi utilizado na experiência devidoO mercúrio foi utilizado na experiência devido
coluna deveria ter mais de 10 metros de altura
mais leve que o mercúrio.
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Pressão Atmosférica e Barômetro de Torricelli
uma pressão sobre tudo que existe na superfície
realizada por um discípulo de Galileu chamado
um tubo longo de vidro, fechado em uma das pontas, e 
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um tubo longo de vidro, fechado em uma das pontas, e 
Depois tampou a ponta aberta e, invertendo o tubo, 
com mercúrio. Soltando a ponta aberta notou que a coluna
nível e estacionava quando alcançava uma altura de cerca
e que o peso do mercúrio dentro do tubo estava em
pressão do ar exercia sobre a superfície livre de mercúrio na
atmosférica local era capaz de elevar uma coluna de mercúrio em
atmosférica padrão.
devido a sua elevada densidade, se o líquido fosse água, a devido a sua elevada densidade, se o líquido fosse água, a 
altura para haver equilíbrio, pois a água é cerca de 14 vezes
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O Barômetro de Torricelli
Dessa forma, Torricelli concluiu que essas variações mostravam que a pressão
atmosférica podia variar e suas flutuações eram medidas pela variação na altura da
coluna de mercúrio. Torricelli não apenas demonstrou a existência da pressão do ar,
mas inventou o aparelho capaz de realizar sua medida, o barômetro como pode se
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mas inventou o aparelho capaz de realizar sua medida, o barômetro como pode se
observar na figura.
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Dessa forma, Torricelli concluiu que essas variações mostravam que a pressão
atmosférica podia variar e suas flutuações eram medidas pela variação na altura da
coluna de mercúrio. Torricelli não apenas demonstrou a existência da pressão do ar,
mas inventou o aparelho capaz de realizar sua medida, o barômetro como pode se
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mas inventou o aparelho capaz de realizar sua medida, o barômetro como pode se
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Exercício 1
1) Uma placa circular com diâmetro igual a
0,5m possui um peso de 200N, determine
em Pa a pressão exercida por essa placa
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em Pa a pressão exercida por essa placa
quando a mesma estiver apoiada sobre o
solo.
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1) Uma placa circular com diâmetro igual a
0,5m possui um peso de 200N, determine
em Pa a pressão exercida por essa placa
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em Pa a pressão exercida por essa placa
quando a mesma estiver apoiada sobre o
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Solução do Exercício 1
Área da Placa: Determinação da Pressão:
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Área da Placa:
2
Determinação da Pressão:
A = π
A=π
d
4
0,5
4
2
P
A= 0,19625 m² P =A= 0,19625 m²
P =1019,1 
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Solução do Exercício 1
Determinação da Pressão:
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Determinação da Pressão:
F
P
P =
A
200=
0,19625
2=1019,1 N/m
1019,1 Pa
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Exercício 2
2) Determine o peso 
retangular de área igual
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retangular de área igual
produzir uma pressão
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2) Determine o peso em N de uma placa
igual a 2 m² de forma a
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igual a 2 m² de forma a
pressão de 5000 Pa.
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Solução do Exercício 2
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Cálculo do Peso:
P = F
A
F =P ⋅A
= ⋅F=5000 ⋅2 F 
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Solução do Exercício 2
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A Força calculada
=
A Força calculada
F =10000 N corresponde ao peso
da placa
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Exercícios Propostos
1) Uma caixa d'água
x 0,5 m e altura de 1 m 
pressão ela exerce sobre
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pressão ela exerce sobre
a) Quando estiver vazia
b) Quando estiver cheia com água
Dados: γH2O = 10000N/m³, g = 10m/s².
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Exercícios Propostos
de área de base 1,2m
de 1 m pesa 1000N. Que
sobre o solo?
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sobre o solo?
a) Quando estiver vazia
b) Quando estiver cheia com água
= 10000N/m³, g = 10m/s².
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Exercícios Propostos
2) Uma placa circular com diâmetro igual a 1m
possui um peso de 500N, determine em Pa a
pressão exercida por essa placa quando a
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pressão exercida por essa placa quando a
mesma estiver apoiada sobre o solo.
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Exercícios Propostos
2) Uma placa circular com diâmetro igual a 1m
possui um peso de 500N, determine em Pa a
pressão exercida por essa placa quando a
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pressão exercida por essa placa quando a
mesma estiver apoiada sobre o solo.
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Exercícios Propostos
3) Converta as unidades de pressão para o sistema indicado. (utilize
os fatores de conversão apresentados na tabela).
a) converter 20psi em Pa.
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a) converter 20psi em Pa.
b) converter 3000mmHg em Pa.
c) converter 200kPa em kgf/cm².
d) converter 30kgf/cm² em psi.
e) converter 5bar em Pa.
f) converter 25mca em kgf/cm².
g) converter 500mmHg em bar.
h) converter 10psi em mmHg.h) converter 10psi em mmHg.
i) converter 80000Pa em mca.
j) converter 18mca em mmHg.
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Exercícios Propostos
3) Converta as unidades de pressão para o sistema indicado. (utilize
os fatores de conversão apresentados na tabela).
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Exercícios Propostos
4) Converta as unidades de pressão para o sistema indicado. (utilize
os fatores de conversão apresentados na tabela).
a) converter 2atm em Pa.
b) converter 3000mmHg em psi.
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b) converter 3000mmHg em psi.
c) converter 30psi em bar.
d) converter 5mca em kgf/cm².
e) converter 8bar em Pa.
f) converter 10psi em Pa.
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Exercícios Propostos
4) Converta as unidades de pressão para o sistema indicado. (utilize
os fatores de conversão apresentados na tabela).
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Próxima Aula
Teorema de Stevin.
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Teorema de Stevin.
Princípio de Pascal.
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