2º Atividade Estruturada

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ATIVIDADES ESTRUTURADAS 
	NOME DA DISCIPLINA:
	  Fenômenos de Transporte
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	Nome:
	 Daniel Silva de Carvalho
	
Matricula:
TÍTULO DA ATIVIDADE ESTRUTURADA: 
	Atividade estruturada nº 2 Fundamentos de Hidrostática e Teorema de Stevin
Hidrostática é o ramo da Física que estuda a força exercida por e sobre líquidos em repouso. Este nome faz referência ao primeiro fluido estudado, a água, é por isso que, por razões históricas, mantém-se esse nome. Fluido é uma substância que pode escoar facilmente, não tem forma própria e tem a capacidade de mudar de forma ao ser submetido à ação e pequenas forças. A palavra fluido pode designar tanto líquidos quanto gases.
Pressão: Ao observarmos uma tesoura, vemos que o lado onde ela corta, a lâmina, é mais fina que o restante da tesoura. Também sabemos que quanto mais fino for o que chamamos o "fio da tesoura", melhor esta irá cortar.
Isso acontece, pois ao aplicarmos uma força, provocamos uma pressão diretamente proporcional a esta força e inversamente proporcional a área da aplicação.
No caso da tesoura, quanto menor for o "fio da tesoura" mais intensa será a pressão de uma força nela aplicada. A unidade de pressão no SI é o Pascal (Pa), que é o nome adotado para N/m².
Matematicamente, a pressão média é igual ao quociente da resultante das forças perpendiculares à superfície de aplicação e a área desta superfície.
Sendo:
p= Pressão (Pa)
F=Força (N)
A=Área (m²)
 
Densidade: Quando comparamos dois corpos formados por materiais diferentes, mas com um mesmo volume, quando dizemos que um deles é mais pesado que o outro, na verdade estamos nos referindo a sua densidade. A afirmação correta seria que um corpo é mais denso que o outro.
A unidade de densidade no SI é kg/m³. A densidade é a grandeza que relaciona a massa de um corpo ao seu volume.
Onde:
d=Densidade (kg/m³)
m=Massa (kg)
V=Volume (m³)
Pressão hidrostática: Da mesma forma como os corpos sólidos, os fluidos também exercem pressão sobre outros, devido ao seu peso.
Para obtermos esta pressão, consideremos um recipiente contendo um líquido de densidade d que ocupa o recipiente até uma altura h, em um local do planeta onde a aceleração da gravidade é g.
A Força exercida sobre a área de contato é o peso do líquido.
Ou seja, a pressão hidrostática não depende do formato do recipiente, apenas da densidade do fluido, da altura do ponto onde a pressão é exercida e da aceleração da gravidade.
Pressão atmosférica: Atmosfera é uma camada de gases que envolve toda a superfície da Terra.
Aproximadamente todo o ar presente na Terra está abaixo de 18000 metros de altitude. Como o ar é formado por moléculas que tem massa, o ar também tem massa e por consequência peso.
A pressão que o peso do ar exerce sobre a superfície da Terra é chamada Pressão Atmosférica, e seu valor depende da altitude do local onde é medida. Quanto maior a altitude menor a pressão atmosférica e vice-versa.
Teorema de Stavin
Seja um líquido qualquer de densidade d em um recipiente qualquer.
Escolhemos dois pontos arbitrários R e T.
As pressões em Q e R são:
A diferença entre as pressões dos dois pontos é:
	Teorema de Stevin:
"A diferença entre as pressões de dois pontos de um fluido em equilíbrio é igual ao produto entre a densidade do fluido, a aceleração da gravidade e a diferença entre as profundidades dos pontos."
 
Através deste teorema podemos concluir que todos os pontos a uma mesma profundidade, em um fluido homogêneo (que tem sempre a mesma densidade) estão submetidos à mesma pressão.
Exercício 1: Segundo o teorema de Stevin, "a diferença entre as pressões de dois pontos de um fluído em equilíbrio é igual ao produto entre a densidade do fluído, a aceleração gravitacional e a diferença entre a profundidade dos pontos". Desta forma, considere a situação hipotética onde um mergulhador está a 5m de profundidade num tanque de mergulho com água de densidade 1g/cm3. A pressão atmosférica é igual a 105 Pa. Sendo g=10 m/s2, podemos afirmar que a pressão absoluta exercida no mergulhador é de:
a) 2 x 105 Pa 
b) 1,5 x 105 Pa 
c) 3 x 105 Pa 
d) 15 x 105 Pa 
e) 20 x 105 Pa
Resposta:
dágua = 1g/cm3 = 1000 kg/m3
P = P0 + dgh
P = 105 + 1000 x 10 x 5
P = 105 + 0,5 x 105
P = 1,5 x 105 Pa (Letra B)
Exercício 2 - A expressão "vasos comunicantes" é um termo utilizado para designar a ligação entre dois recipientes através de um duto fechado. Suas principais aplicações se dão nos ramos da engenharia e tecnologia, devido ao benefício de poder analisar as relações entre as propriedades de dois ou mais líquidos imiscíveis entre si. Considere a situação onde um engenheiro dispunha de um vaso comunicante, como mostrado na figura:
O vaso continha dois líquidos, X e Y, não miscíveis entre si, em equilíbrio e o engenheiro precisava determinar a densidade do líquido X, sabendo que a densidade do líquido Y era 10 g/cm3. A densidade para o líquido X encontrada pelo engenheiro foi de:
a) 4 g/cm3 
b) 5 g/cm3 
c) 8 g/cm3 
d) 10 g/cm3 
e) 12 g/cm3
Resposta:
Px = Py
dxgh = dygh
dx1 = 10 x 0,4
dx = 4 g/cm3 (Letra A)
Exercício 3 - Um consumidor, desconfiado da qualidade da gasolina que comprou em um posto, resolveu testar a sua densidade. Em um sistema de vasos comunicantes, contendo inicialmente água (d=1), despejou certa quantidade da gasolina. Após o equilíbrio, o sistema adquiriu a aparência abaixo representada. Determine a densidade da gasolina comprada.
a) 0,8 g/cm3 
b) 18 g/cm3
c) 12 g/cm3 
d) 15 g/cm3 
e) 4 g/cm3
Resposta:
Pa = Pg
dagh = dggh
1x0,08 = dg x 0,1
dg = 0,8 g/cm3 (Letra A)
201402411261
Estácio	Relatório de Atividades Estruturadas 	Página 1