FISICA 2 AULA 4

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AULA 01: APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA E DAS FORMAS DE 
AVALIAÇÃO. 
AULA 02: FLUIDOS 
AULA 03: PRINCÍPIO STEVEN E PASCAL 
AULA 04: ARQUIMEDES, EQUAÇÃO DA 
CONTINUIDADE 
Física Teórica Experimental II 
Profª Dra Cristhiane Neiverth 
EMENTA / CONTEÚDO 
 Fluidos em repouso e movimento. 
 Oscilações. 
 Ondas. 
 Temperatura e dilatação térmica. 
 Termodinâmica. 
 Ótica geométrica. 
DESCOBERTA DE ARQUIMEDES 
 Dois corpos não podem ocupar, ao mesmo 
tempo, o mesmo espaço. A porção de água 
que transbordou no momento do banho de 
Arquimedes tem um volume igual ao do seu 
corpo submerso. 
EMPUXO 
Um corpo mergulhado em um fluido recebe 
uma força vertical de baixo para cima 
chamada empuxo (E), cuja intensidade é 
igual ao peso (W) do fluido deslocado. 
 
gVgmW
gVE
objetoobjetoobjeto
deslocadofluidofluido




objetoobjetodeslocadofluidofluido
objetoobjetodeslocadofluidofluido
deslocadofluido
VV
gVgV
WE





EXEMPLO 1 
Sustentada por um dinamômetro, uma esfera de 
chumbo com massa de 452 g é imersa em água. 
Dados: 
 
 
Calcule: 
a) O volume da esfera; 
b) O empuxo que atua sobre a esfera imersa no 
liquido 
 
3/1
/3,11 3
mg
mg
água
chumbo




PESO APARENTE 
 É a força resultante entre o peso do objeto 
submerso e o empuxo exercido pelo líquido. 
EWWap 
EXEMPLO 2 
 Uma âncora de ferro, quando totalmente 
imersa na água, parece 200 N mais leve que 
no ar. 
 A) Qual é o volume da âncora? 
 B) Qual é o peso no ar? 
ρferro = 7870 kg/m
3 
ρágua = 998 kg/m
3 
g = 9,8 m/s2 
 
 
ESCOAMENTO DE UM FLUIDO 
 Vamos idealizar um modelo simples: 
 Um fluido ideal é um fluido incompressível (ρ cte) e sem 
atrito interno (viscosidade → 0). 
 As linhas de corrente (escoamento ou fluxo) 
representam a trajetória das partículas de um fluido. 
 Uma linha de corrente é uma curva cuja tangente em cada 
ponto dá a direção e o sentido da velocidade no respectivo 
ponto. 
 Quando o escoamento não varia com o tempo é 
chamado de permanente (estacionário). 
CONCEITOS BÁSICOS DE VAZÃO 
 Vazão em Volume: 
É a quantidade em volume de fluido que atravessa 
uma dada seção do escoamento por unidade de 
tempo. t
V
Q 
 V = volume [m3] 
 t = tempo [s] 
 Q = vazão [m3/s] 
EQUAÇÃO DA CONTINUIDADE 
 A massa do fluido não varia durante o 
escoamento. 
21 dmdm 
21 dVdV   )()( 2211 dxAdxA   )()( 2211 dtvAdtvA  
 A massa específica é constante. 212211 QQvAvA 
 Equação da Continuidade para um fluido incompressível. 
EQ CONTINUIDADE P/ UM FLUIDO COMPRESSÍVEL 
 Para um escoamento compressível, a massa 
específica varia: 
 
 
 Vazão volumétrica: 
 
 Vazão mássica: 
222111 vAvA  vAQ  vAQm 
EXEMPLO 3 
 Como parte de um sistema de lubrificação para 
máquinas pesadas, um óleo de densidade 
igual a 850 kg/m3 é bombeado através de um 
tubo cilíndrico de 8,0 cm de diâmetro a uma 
taxa de 9,5 litros por segundos. 
 (a) Qual a velocidade de escoamento do óleo? 
 (b) Se o diâmetro do tubo for reduzido a 4,0 cm, 
quais serão os novos valores para velocidade e 
vazão volumétrica? Considere o óleo 
incompressível. 
 
EXEMPLO 4 
 A área da seção transversal da aorta, para uma 
pessoa normal, é aproximadamente igual a 3 cm2. 
A velocidade do sangue no coração é igual a 30 
cm/s. Um vaso capilar típico possui diâmetro de 6 
μm e seção transversal de área 3 x 10-7 cm2 e uma 
velocidade de escoamento igual a 0,05 cm/s. 
Estime o número de vasos capilares que esta 
pessoa possui. 
EXERCÍCIOS PARA CASA  
 1) Um pequeno bloco de alumínio foi erguido por um fio e 
mergulhado completamente num reservatório com água. Através 
de uma balança, a massa medida para o bloco de alumínio foi de 
800 g. Determine o valor da tensão no fio de sustentação do 
bloco de alumínio antes e após ser mergulhado. (ρágua = 998 
kg/m3, ρalumínio = 2700 kg/m
3) Resp.: 7,84 N; 4,94 N 
 
 2) Um cilindro de alumínio (ρ = 2700 kg/m3) com 9 cm de altura e com área de base igual 
a 18 cm2, está totalmente submerso em álcool etílico (ρ= 810 kg/m3). Calcule o empuxo 
sofrido por este cilindro em virtude do fluido existente. Resp.: 1,29 N 
 
 3) Um corpo com uma massa de aproximadamente 150 g e um volume de 19 cm3 está 
completamente mergulhado na água (ρ= 998 kg/m3). Calcule o seu peso e o seu peso 
aparente. Resp.: 1,47 N; 1,28 N 
 4) A água é descarregada de um tubo cilíndrico horizontal com uma taxa de 465 cm3/s. Em 
um ponto do tubo onde o raio é 2,05 cm a pressão absoluta é igual a 1,60x105 Pa. Qual é 
o raio do tubo em um ponto onde a pressão se reduz para 1,20x105 Pa? (Considere ρágua = 
1000 kg/m3) Resp.: 41 cm 
 
 5) Uma mangueira de jardim, de diâmetro interno 0,75 pol, é conectada a um esguicho que 
consiste em um cano com 24 furos, cada um com 0,05 pol de diâmetro. Se a água tiver 
velocidade de 3 m/s, com que velocidade ela sairá dos buracos do esguicho? Resp.: 28,1 
m/s