Aula U3 E3.E4 Pascal e Arquimedes

Prévia do material em texto

Física Geral e Experimental: Fluidos e Pressão
Compreender as características básicas dos fluidos, reconhecendo-os como líquidos ou gases. 
Entender o conceito de densidade com base nos conceitos fundamentais de massa e volume. 
Perceber a origem microscópica da pressão, como interação entre as partículas. 
Compreender o cálculo da pressão, com base em uma força e uma área. 
Conhecer os efeitos da atmosfera sobre a superfície terrestre em termos de pressão.
Fluidos: Capacidade de preencher o ambiente independente do seu formato.
Fonte: http://blog.elinsignia.com/2017/06/26/los-fluidos/
Física Geral e Experimental: DENSIDADE
DENSIDADE: Propriedade que caracteriza o grau de compactação dos corpos. É a relação da quantidade de massa conhecida em determinado volume.
Substância
Densidade (kg/m3)
água
1000
gelo
920
glicerina
1260
alumínio
2700
Ferro
7800
Concreto
2000
mercúrio
13600
PRESSÃO DOS FLUIDOS:
Pressão: É a grandeza de força exercida perpendicularmente sobre uma área. A pressão é causada pela colisão das partículas, logo onde há fluido existe pressão.
Barômetro de Torricelli ou Barômetro de Mercúrio
Fonte: https://fisica.ufpr.br/grimm/aposmeteo/cap4/cap4-6.html
Física Geral e Experimental: Fluidos e Pressão
Física Geral e Experimental: Pascal
Um equipamento hidráulico, conforme figura ao lado, é composto por áreas móveis quadradas denominadas a e b. Dado que a força Fb é 81 vezes maior que a força Fa, Qual a relação entre os lados das áreas quadradas?
Um tubo de vidro contém dois líquidos, conforme figura ao lado. Considerando que a altura entre o ponto B e o ponto C é de 24 cm, que a distância entre os pontos A e C é de 30cm, que o fluido que ocupa o fundo do tubo é água, com densidade 1000kg/m3, e a aceleração da gravidade local é 9,81m/s2, descubra a densidade do outro fluido.
Física Geral e Experimental: Pascal
Um grande recipiente contém um fluido desconhecido. Um medidor de pressão é inserido a 0,3 m de sua superfície e é medida uma pressão de 1,05 atm. Sabendo que o recipiente se encontra exposto à pressão atmosférica e que a gravidade local é 10m/s2, encontre a densidade do fluido. Considere a pressão atmosférica igual a 1,0atm.
(Questão Adaptada da UNICAMP) A figura abaixo mostra, de forma simplificada, o sistema de freios a disco de um automóvel. Ao se pressionar o pedal do freio, este empurra o êmbolo de um primeiro pistão que, por sua vez, através do óleo do circuito hidráulico, empurra um segundo pistão. O segundo pistão pressiona uma pastilha de freio contra um disco metálico preso à roda, fazendo com que ela diminua sua velocidade angular. Considerando o diâmetro “d2” do segundo pistão 3,5 vezes maior que o diâmetro “d1” do primeiro, responda qual a razão entre a força aplicada ao pedal de freio pelo pé do motorista e a força transmitida à pastilha de freio.
Física Geral e Experimental: Arquimedes
Física Geral e Experimental: Arquimedes
Princípio de Arquimedes: Quando um corpo está total ou parcialmente submerso em um fluido, uma força de empuxo FE exercida pelo fluido age sobre o corpo. A força é dirigida para cima e tem um módulo igual ao peso do fluido deslocado (mf.g) pelo corpo. (HALLIDAY; RESNICK; WALKER, 2012, p. 68)
Exercício: Um objeto tem volume 4L, densidade ρ =0,9 g/cm3 e está imerso em um líquido com densidade ρ =1,2 g/cm3. Qual é o módulo da força empuxo que age sobre ele? Ele afunda no óleo?
Se um objeto está em equilíbrio em um fluido a Força Peso e a Força Empuxo são idênticas em módulo.
Exercício: Um objeto tem volume 4L, densidade ρ =0,9 g/cm3 e está imerso em um líquido com densidade ρ =1,2 g/cm3. Qual é o módulo da força empuxo que age sobre ele? Ele afunda no óleo?
Reflexão: Dois objetos de mesmo volume mas de densidades diferentes possuem a mesma Força de Empuxo. Neste caso o que vai determinar se o objeto flutua ou afunda é o peso do objeto. Em suma, é a resultante das forças.
Física Geral e Experimental: Arquimedes
Exércícios Pós Aula:
O volume total de um icerberg pode ser calculado pela parte não submersa do mesmo. Considerando que a massa específica do gelo do iceberg é de 917 Kg/m3 e que a massa específica da água do mar é de 1024 kg/m3, qual o volume total do iceberg que possui um volume visível de 800m3? Considerando seus cálculos, qual o percentual do icerberg está submerso?
Um objeto de volume 2.10-3m3 está suspenso por um cabo, que, por sua vez, está ligado a um dinamômetro na extremidade oposta. O dinamômetro indica uma leitura de 28N. Um recipiente cheio de óleo, com densidade 850 Kg.m3, é instalado de modo que o objeto fique completamente submerso, mas sem tocar o fundo do recipiente. Qual a nova leitura do dinamômetro?