FLUIDOSTÁTICA-FLUIDODINÂMICA

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FLUIDOSTÁTICA E FLUIDODINÂMICA
2ª SÉRIE AUXILIADORA PETROLINA
2019
FLUIDOSTÁTICA
É a parte da mecânica dos fluidos que estuda os líquidos em repouso, bem como as forças que podem ser aplicadas em corpos neles submersos. 
FLUIDO
É qualquer coisa que pode fluir, escoar. Isto inclui líquidos e gases. 
Densidade de um Corpo →d
m→massa do corpo(kg, g,...)
VC →Volume do corpo(m3, cm3, L, ...)
Massa Específica de uma Substância →μ
m→massa de subst.(kg, g,...)
VS →Volume de substância(m3, cm3, L)
? DENSIDADE OU MASSA ESPECÍFICA ?
A diferença entre DENSIDADE e MASSA ESPECÍFICA fica bem clara quando falamos de objetos OCOS. Neste caso a DENSIDADE leva em consideração o volume completo e a MASSA ESPECÍFICA apenas a parte que contêm substância 
***Para líquidos e corpos maciços não há distinção entre densidade e massa específica.
Exemplo: O corpo abaixo possui massa de 2.000 g. Determine sua densidade e a massa específica do material que o constitui.
400 cm3 100 cm3
PRESSÃO
A pressão é a força a que um objeto está sujeito dividida pela área da superfície sobre a qual a força age. Definimos a força aqui como sendo uma força agindo perpendicularmente à superfície. 
PESO = (FORÇA)
ÁREA = A
Pressão Atmosférica
É a pressão que a atmosfera exerce sobre a superfície da Terra varia de acordo com a altitude e é possível medir o seu valor. Ao nível do mar, ela é máxima e equivale a uma coluna de 76 cmHg (= 1 atm).
Experiência de Torricelli
 Torricelli,físico italiano, realizou uma famosa experiência que, além de demonstrar que a pressão existe realmente, permitiu a determinação de seu valor.
 Torricelli encheu de mercúrio (Hg) um tubo de vidro com mais ou menos 1 metro de comprimento;em seguida fechou a extremidade livre do tubo e o emborcou numa vasilha contendo mercúrio.
 Quando a extremidade do tudo foi aberta, a coluna de mercúrio desceu, ficando o seu nível aproximadamente 76 cm acima do nível do mercúrio dentro da vasilha.
px = py
Mas px = patm e py = pcoluna, assim: patm = pcoluna
Pressão Hidrostática
P
É a pressão exercida por um líquido. Uma coluna de líquido de densidade  exerce pressão e que essa pressão vale p =  · g · h, sendo h a profundidade ou a altura da coluna..
A
h
SI→ N/m2 kg/m3 m/s2 m 
Variação da pressão exercida por um líquido
Pode-se demonstrar de uma forma muito simples, a variação de pressão com a altura. Basta, para isso, fazermos perfurações num recipiente cheio de líquido em posições diferentes. O jorro sairá cada vez mais forte à medida que aumentarmos a altura da coluna de líquido (isto é, nos pontos mais baixos).	
 
Para dois líquidos temos:
 pH = μ1.g.h1 + μ2.g.h2
VALOR DA PRESSÃO ATMOSFÉRICA
Pascal repetiu a experiência no alto de uma montanha e verificou que o valor da pressão atmosférica era menor do que ao nível do mar. Concluiu que quanto maior for a altitude do local, mais rarefeito será o ar e menor será a altura da camada de ar que atuando na superfície de mercúrio.
VARIAÇÃO DA PRESSÃO ATMOSFÉRICA COM A ALTITUDE
	ALTITUDE (m)	PRESSÃO ATMOSFÉRICA (cm Hg)
	0	76 (10,33 mH2O)
	500	72
	1.000	67
	2.000	60
	3.000	53 (7,21 mH2O)
PRESSÃO TOTAL OU ABSOLUTA
A pressão no interior de um líquido em equilíbrio é a soma da pressão atmosférica e da pressão da coluna de líquido. 
Patm
1
h
2
p = patm +  · g · h
(PRESSÃO ABSOLUTA)
PRESSÕES ABSOLUTAS 
PRESSÕES RELATIVAS 
(Vácuo absoluto)
1 atm = 10,33 mH2O
.g.h
p
p = patm +  · g · h
0
patm
PRESSÕES POSITIVAS
PRESSÕES NEGATIVAS
-10,33 mH2O
.g.h
p
patm
p =  · g · h
0
(Vácuo absoluto)
Teorema de Stevin
Os pontos 1 e 2 estão no interior de um fluido de densidade d.
pA =  . g . hA
pB =  . g . hB
Fazendo pB – pA, temos:
pB – pA = . g . hB –  . g . hA
pB – pA =  . g (hB – hA)
pB – pA =  . g . h
pA = pB + . g . h 
Δp = μ.g.Δh
A pressão nas linhas marcadas na figura será a mesma, se estiverem em um mesmo plano horizontal
Num fluido qualquer, a pressão não é a mesma em todos os pontos. Porém, se um fluido homogêneo estiver em repouso, então todos os pontos numa superfície plana horizontal estarão à mesma pressão.
PARADOXO HIDROSTÁTICO
Se colocarmos dois líquidos não miscíveis num tubo em forma de U, as alturas alcançadas pelos líquidos, contadas a partir da superfície de separação, são inversamente proporcionais as massas específicas dos líquidos.
 Quando líquidos não miscíveis são colocados em um recipiente, eles se dispõem do fundo para a boca do recipiente, segundo a ordem decrescente das suas densidades: a superfície de separação entre dois líquidos não miscíveis é plana e horizontal.
Teorema de Pascal
A pressão aplicada a um fluido dentro de um recipiente fechado é transmitida, sem variação, a todas as partes do fluido, bem como às paredes do recipiente. 
Aplicação: 
Prensa Hidráulica
Princípio de Arquimedes
Todo corpo imerso total ou parcialmente num líquido recebe uma força vertical, de baixo para cima, igual ao peso da porção de líquido deslocada pelo corpo.
Empuxo
Força vertical de baixo para cima que o líquido exerce sobre o corpo imerso. É o peso do liquido deslocado.
A causa do empuxo é o fato de a pressão aumentar com a profundidade!
E = md . g
E = l . Vd . g
 FLUIDODINÂMICA
A Fluidodinâmica é a parte da Física que estuda as propriedades dos fluidos em movimento .
O nosso estudo da Fluidodinâmica no Ensino Médio determina
algumas condições iniciais: o fluido tratado aqui será sempre 
ideal, ou seja, não-viscoso, homogêneo e velocidade de esco-
amento constante em um determinado ponto em relação ao 
tempo(regime estacionário). 
 ESCOAMENTO ESTÁCIONÁRIO
Equação da continuidade
 			A1v1 = A2v2
EQUAÇÃO DE BERNOULLI
 SUSTENTAÇÃO DE AVIÕES
 As asas são construídas de forma a que o ar se mova mais depressa na parte
 de cima da asa, fazendo com que a pressão por cima da asa seja mais baixa
 Efeito Magnus
Aplicações da equação de Bernoulli
	Teorema de Torricelli
 Tubo de Venturi
 Tubo de Venturi
O Tubo de Venturi é um elemento medidor de vazão de diferencial de pressão, também chamado de medidor de vazão por obstrução de área. A diferença de pressão entre duas seções distintas do medidor é proporcional à vazão que escoa por ele.
Algumas das principais razões de usar elementos de obstrução para se medir vazão são as seguintes:
Podem ser usados para medir qualquer fluido.
Não há nenhum elemento mecânico imerso no escoamento.
Não há limite de vazão a ser medida, ou seja, a tubulação pode ter qualquer diâmetro
 Tubo de Venturi
Tubo de Pitot
 Tubo de Pitot
Em um carro de F1 o tubo de Pitot controla a pressão do ar, e pode diminuir, no caso de estar erradamente colocado, em cerca de 7 cavalos a potencia do motor
	- O Tubo de Pitot no avião serve para 2 Finalidades
- Marcar a velocidade relativa ( Velocímetro ) entre a aeronave e o ar ( Chamado de Air Speed )
- Marcar a Altitude ou a Altura ( Altimetro ) com a qual a aeronave está sobrevoando .
FIM DA AULA
CORPO
V
m
d
=
.
SUBST
V
m
=
m
L
kg
cm
g
m
kg
x
d
ÁGUA
/
1
/
1
/
10
1
*
*
3
3
3
=
=
=
3
/
4
cm
g
d
=
500
000
.
2
=
d
CORPO
V
m
d
=
3
/
5
cm
g
=
m
400
000
.
2
=
m
SUBST
V
m
=
m
²
 
)( - ..
m
N
PapunidIS 
A
F
p
Y
=
cmHg
atm
cm
kgf
m
N
;
;
;
2
2
cmHg
m
N
x
atm
76
10
013
,
1
1
2
5
=
=
h
g
p
H
.
.
m
=
­
­Þ
p
h
1
2
2
1



H
H
2
2
1
1
A
F
A
F

2
2
2
2
2
2
2
1
1
1
dv
dgh
P
dv
dgh
P
+
+
=
+
+
gh
v
2
=
1
2
2
2
1
1
-
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
=
A
A
gh
v
(
)
d
gh
d
d
v
M
.
2
-
=