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BASES FÍSICAS PARA ENGENHARIA 7: Mecânica dos Fluidos - Hidrostática Mecânica dos Fluidos 1 – Hidrostática Fluidos Nos Fluidos os esforços mecânicos se distribuem nas suas partículas Densidade (massa específica): ρ = Massa/Volume [ ρ ] = kg/m³ (ou g/cm³, etc) m m m mm m m m m m Volumes diferentes podem ter mesma massa m m m Volumes iguais com massa diferente m m m m m AA Pressão: P=Força/Área [ P ] = N/m² = Pa (pascal) Fluidos com densidades diferentes: Mecânica dos Fluidos 1 – Hidrostática Fluidos Não-Compressíveis Pressão provocada pelo líquido: Logo: ΔP = ρ.g.Δhg A F1 F2Δh A1 2 h1 h2 Como ρ = m/V : m = ρ.V = ρ.h.A F = m.g = ρ.h.A.g Lei de Stevin Pressão hidrostática Ptotal= Patm + ρ.g.Δh Princípio de PASCAL: “Líquidos transmitem integralmente a pressão exercidas sobre eles.” Vasos Comunicantes: Como foi visto, ΔP = ρ.Δh.g Se Δh = 0 ΔP = 0 P1 = F1/A1 F1 P2 = F2/A2 F2 A1 A2 P1 = P2 F1/A1 = F2/A2 Mecânica dos Fluidos 1 – Hidrostática Fluidos Não-Compressíveis F1 = F2 . A1/A2 Como A1> A2, F1>F2 Amplifica a força! Mecânica dos Fluidos 1 – Hidrostática Fluidos Não-Compressíveis ΔF = m.g Peso do líquido deslocado pela imersão! H P2 P1 P3 -P3 ρL g ΔP = ρL.H.g P2 – P1 = (F2/A) - (F1/A) = ρL.H.g F2 – F1 = ρL . H . A . g F2 – F1 = ρL . H . A . g Vm/V EMPUXO ρ g Corpos Imersos Pressão Hidrostática Princípio de ARQUIMEDES: Mecânica dos Fluidos 1 – Hidrostática Fluidos Não-Compressíveis O empuxo equivale ao peso do líquido deslocado. LIQPE gVdE LIQLIQ Ficando mais densos por adição de água em seus tanques, eles descem. Submarinos É possível apresentar o princípio de Arquimedes de maneira simples, com água e garrafas plásticas. Os alunos deverão, sob supervisão do professor, elaborar o seguinte experimento de empuxo em pequenos grupos: tomar uma garrafa PET de 2L, sem rótulo e com tampa, um tubo de caneta esferográfica tipo “Bic”, duas tampas de caneta sem furos nas pontas, e cerca de 2L de água. A caneta deve ser cortada na ponta próxima ao lado que escreve de forma que ambas as pontas fiquem em cortes paralelos e sem a carga. Em seguida, devem tampar uma ponta e colocar cerca de 3 cm de água dentro, e aí tampar a outra ponta. Após encher completamente a garrafa, sem bolhas, a caneta deve ser introduzida. Mecânica dos Fluidos 1 – Hidrostática Atividade - Experimento do submarino O que acontece? Por quê? Agora tampe a garrafa e observe. O que acontece? Destampe a garrafa e observe. O que acontece? Discuta com os alunos o observado com base no princípio de Arquimedes. (fonte: http://www.cienciamao.usp.br/tudo/exibir.php?midia=ief&cod=_submarinonagarrafa-principiodearquimedes) água 0
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