Mecânica dos Fluidos - Hidrostática

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CCE1006 - BASES FÍSICAS PARA ENGENHARIA
Aula 6: Mecânica dos Fluidos – Hidrostática
Aula 06: Mecânica dos Fluidos – Hidrostática
Mecânica dos Fluidos – Hidrostática
Fluidos
Nos Fluidos os esforços mecânicos se distribuem nas suas partículas:
Densidade (massa específica):
ρ = Massa/Volume
[ ρ ] = kg/m³ (ou g/cm³, etc)
Pressão: 
P = Força/Área
[ P ] = N/m² = Pa (pascal)
Fluidos com densidades diferentes:
Volumes diferentes podem ter mesma massa
Volumes iguais com massa diferente
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Fluidos Não-Compressíveis
Como ρ = m/V :
	 → m = ρ.V = ρ.h.A
	 → F = m.g = ρ.h.A.g
Em 1 	 → 	pressão P1
		F1/A = ρ.h1.A.g / A = ρ. g.h1 
Em 2 	 → 	 pressão P2 
	F2/A = ρ.h2.A.g / A = ρ. g.h2 
Diferença de pressão:
P2 – P1 = ρ. g.h2 - ρ. g.h1 = ρ. g.(h2- h1) 
Logo:
		ΔP = ρ . g . Δh
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Fluidos Não-Compressíveis: Princípio de Pascal
Princípio de PASCAL: “Líquidos transmitem integralmente a pressão exercida sobre eles.”
Vasos Comunicantes:
Como foi visto, ΔP = ρ . Δh . g
P1 = P2  F1/A1 = F2/A2	F1 = F2 . A1/A2
					Como A1> A2, F1>F2
Amplifica a força
Se Δh = 0 → ΔP = 0
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Fluidos Não-Compressíveis: Corpos imersos
ΔP = ρL . H . g
P2 – P1 = (F2/A) - (F1/A) = ρL . H . g
F2 – F1 = ρL . H . A . g
m/V
V
ΔF = m.g
Peso do líquido deslocado pela imersão.
↓
EMPUXO
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Paparente = ρ . H . A . g – ρL . H . A . g
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Fluidos Não-Compressíveis: Princípio de Arquimedes
P = m . g (peso real)
ΔF = peso do líquido deslocado (empuxo)
Paparente = Preal – Δfempuxo
↓
Princípio de Arquimedes
Paparente = (ρ – ρ L) H . A . g
Peso aparente pode ser positivo, zero ou negativo.
ρ > ρ L → corpo afunda (Pap > 0)
ρ = ρ L → corpo fica parado (Pap = 0)
Ρ < ρ L → corpo flutua (Pap < 0)
mobjeto
mlíquido deslocado
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Fluidos Não-Compressíveis: Densímetro
O Densímetro mede a densidade de líquidos.
m . g = ρL . H . A . g 
ρL = m / H . A
Na figura ao lado, temos a evolução de 
equilíbrio do densímetro. Da esquerda para a direita:
a) bulbo de mercúrio (década de 1890);
b e c) bolas de chumbo com detalhe da fixação (enquanto o da figura b (anos 1920) é fixado com algodão, o da figura c (anos 1930) é fixado por meio do estrangulamento do vidro;
d) bolas de chumbo imobilizadas por disco de vidro (anos 1950);
e) bolas de chumbo imobilizadas por resina (anos 1970).	
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Atividade – Experimento do submarino
É possível apresentar o princípio de Arquimedes de maneira simples, com água e garrafas plásticas.
Vocês deverão, com o auxílio do professor, elaborar o seguinte experimento de empuxo em pequenos grupos: tomar uma garrafa PET de 2L, sem rótulo e com tampa, um tubo de caneta esferográfica tipo “Bic”, duas tampas de caneta sem furos nas pontas, e cerca de 2L de água.
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Atividade – Experimento do submarino
A caneta deve ser cortada na ponta próxima ao lado que escreve de forma que ambas as pontas fiquem em cortes paralelos e sem a carga. 
Em seguida, vocês devem tampar uma ponta e colocar cerca de 3 cm de água dentro, e aí tampar a outra ponta. Após encher completamente a garrafa, sem bolhas, a caneta deve ser introduzida.
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Atividade – Experimento do submarino
Discutam o observado com base no princípio de Arquimedes: 
O que acontece? Por quê?
Agora tampe a garrafa e observe. O que acontece?
Destampe a garrafa e observe. O que acontece?
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AVANCE PARA FINALIZAR A APRESENTAÇÃO.
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