Cap 14 fluidos

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Cap 14 (8a edição)
Fluidos
Fluido:
	Tanto líquidos quanto gases
	Respiramos e bebemos
	Circula no sistema cardiovascular
	Há fluidos nos pneus, tanque, radiador, bateria, sistema de ar condicionado.
	Usamos a energia cinética dos ventos nos moinhos e a potencial da água nas usinas
Fluido: toda substância que pode escoar (fluir). Se ajustam aos limites de qualquer reservatório.
Massa específica e pressão.
Corpos rígidos: grandezas: massa e força
Fluidos: grandezas: massa específica e pressão.
Massa específica :
Grandeza escalar
Pressão (p)
Grandeza escalar
Outras unidades usadas:
Fluido em repouso – hidrostática
Quando você afunda em um fluido a pressão aumenta (mergulhador) e quando você sobe em um fluido a pressão diminui (alpinista)
Forças em equilíbrio:
 então 
Para altitudes
Medindo pressões:
 Barômetro de mercúrio: Usado para medir pressão.
Se adotarmos:
A pressão depende de quanto a coluna de mercúrio vai subir (h). depende de g e de ρ (varia com a temperatura).
O manômetro aberto: mede a pressão manométrica (pm) de um gás. Também depende de h (diferença entre níveis do fluido)
Princípio de Pascal:
	1652: por Blaise Pascal: físico, matemático, filósofo moralista e teólogo francês.
	Quando pressionamos o tubo de creme dental.
	Uma mudança na pressão aplicada a um fluido incompressível confinado é transmitida integralmente a todas as partes do fluido e às paredes do seu recipiente.
: pressão sobre o pistão e sobre o líquido; : pressão no ponto P da figura:
Quando é aumentada de , então: , independe de h e vale para todo o fluido, como diz o princípio de Pascal.
Alavanca Hidráulica:
produz uma variação na pressão () do fluido dada por:
Se .
Quando os pistões de entrada e saída se movem a mesma quantidade de fluido é movida, ou seja:
Vantagem: uma dada força aplicada ao longo de uma dada distância pode ser transformada em uma força maior aplicada ao longo de uma distância menor.
Princípio de Arquimedes:
A resultante das forças atuando no volume em equilíbrio é denominado de força de empuxo .No equilíbrio, temos a seguinte situação:
A força de empuxo é sempre orientada para cima. Ela aparece devido a pressão da água ser maior a profundidades maiores (equação do mergulhador).
Princípio de Arquimedes diz o seguinte: Um corpo está total ou parcialmente submerso em um fluido, o fluido ao redor exerce uma força sobre o corpo. A força esta dirigida para cima e possui uma intensidade igual ao peso do fluido que foi deslocado pelo corpo.
Quando o peso é maior que a força de empuxo o corpo afunda (pedra) e quando o peso é menor que a força de empuxo o corpo sobe (madeira).
Pelo princípio de Arquimedes temos:
Peso aparente em um fluido
Sem água: T mede o peso verdadeiro do objeto (peso real)
Com água: T mede o peso “falso” do objeto (peso aparente).
Fluidos em movimento (hidrodinâmica)
Movimento dos fluidos reais é muito complicado de estudar (principalmente no início do curso). Por isso devemos fazer algumas aproximações:
Escoamento permanente: a velocidade do fluido em movimento em um ponto fixo qualquer não varia.
Escoamento incompressível: a massa específica (densidade) possui um valor uniforme.
Escoamento não viscoso: viscosidade é definida com a dificuldade para escoamento (viscosidade do mel > viscosidade da água) relacionado ao atrito
Escoamento irrotacional: uma partícula dentro do fluido em movimento não tem movimento rotacional.
Adotando essas aproximações tornamos nosso fluido real em um fluido ideal e daí fica fácil o tratamento matemático.
Equação da Continuidade:
Fechando parcialmente a saída da mangueira conseguimos aumentar a velocidade da água. A velocidade depende do tamanho da área.
Para um intervalo de tempo (t) uma certa quantidade de agua entra pela área 1, então a mesma quantidade de água deve sair pela área 2
Se:
Chamando:
Equação de Bernoulli
Em um intervalo de tempo um volume de fluido entra em (1) e a mesma quantidade de fluido sai por (2).
Usando o princípio de conservação de energia através do teorema trabalho-energia, temos
O sinal negativo se deve ao deslocamento do fluido para cima enquanto a aceleração da gravidade é apontada para baixo.
Trabalho devido à pressão
Essa pressão é devido à duas partes. Pressão feita pelo sistema e sobre o sistema
Com isso:
Portanto:
 
Substituindo na equação acima
Verificação:
	Exemplo 1) fluido em repouso (velocidades iguais a zero)