A Hidrostática

Hidrostática

A força exercida pelos e sobre os líquidos em repouso, é estudada na física pela hidrostática, se mantem esse nome por contexto histórico por causa do primeiro fluido a ser estudado a água.

Fluidos

Fluido é uma substância que pode escoar facilmente e não tem forma própria, mudando de forma ao ser submetido a ação e pequenas forças.

Os fluidos podem ser tanto líquidos quanto gases, além da água e do ar, há outros importantes fluidos utilizados em máquinas, veículos, equipamentos, usinas que são essenciais para o nosso dia a dia.

 A viscosidade dos fluidos líquidos, é o atrito existente entre suas moléculas durante um movimento. Quanto menor a viscosidade, mais fácil o escoamento do fluido.

Pressão

Pressão é a relação entre a força aplicada perpendicularmente sobre um corpo e a sua área sobre a qual ela atua. Matematicamente, temos:  P= F/A =>  P= F cos a/A

[pic 1]A unidade de pressão é medida em newton por metro quadrado (N/m2), chamado de pascal (Pa), que tem esse nome em homenagem a Blaise Pascal, físico francês que estudou o funcionamento da prensa hidráulica. Um bom exemplo da pressão é que se você martela dois pregos com a mesma força o com a ponta mais fina entrara mais fácil na parede. Isso acontece porque a pressão que ele exerce contra a parede é maior. O valor de 1 pascal é a pressão exercida por uma força 1 N distribuída perpendicularmente e uniformemente sobre uma superfície plana de área de 1m2.  Sendo:

P= Pressão (Pa)

F=Força (N)

A=Área (m²)

Exemplo:

Uma força de intensidade 30N é aplicada perpendicularmente à superfície de um bloco de área 0,3m², qual a pressão exercida por esta força?

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Densidade

Densidade (ou massa especifica) é a relação entre a massa do corpo e o seu volume:  d= m/v

 A densidade serve para mostrar quanto é compacta a substancia de determinado corpo. Quando a densidade é alta, significa que o corpo possui muita massa em pouco volume, e quando a densidade é baixa os corpos possuem pouca massa em grande volume. No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de massa especifica é kg/m3. Frequentemente são usadas as unidades g/cm3 e kg/L.

D= Densidade (kg/m³)

M= Massa (kg)

V= Volume (m³)

Exemplo:

A densidade da glicerina tem um valor de 1,26 g/cm³. Calcule o peso de 2 litros de glicerina. Considere g = 10m/s².

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Pressão hidrostática

A pressão hidrostática é a força da gravidade que influencia na pressão exercida pelo líquido. Ou seja, a pressão hidrostática depende da profundidade, da densidade do líquido e da gravidade local. Pois assim como os corpos sólidos, os líquidos também exercem pressão sobre outros corpos por causa de sua massa.

Podemos obter essa pressão em um pote fechado com um liquido de densidade d, até uma altura h, num local do planeta com a aceleração da gravidade g.

Pode ser representado por:

P= P/A  =>   P=M.S/A  =>  P=D.V.G/V  =>  P=D.G.H

Teorema de Stevin

"A diferença entre as pressões de dois pontos de um fluido em equilíbrio é igual ao produto entre a densidade do fluido, a aceleração da gravidade e a diferença entre as profundidades dos pontos."

Com esse teorema podemos entender que todos os pontos de uma mesma profundidade, em um fluido homogêneo estão submetidos à mesma pressão; que a pressão aumenta com o aumento da profundidade e que a superfície livre dos líquidos em equilíbrio é horizontal.

Mesmo que os recipientes tenham bases com áreas diferentes, as bases são submetidas a mesma pressão uma vez que os dois líquidos estão com a mesma altura.

[pic 5]                                                                             

A expressão matemática usada para determinar é:

P = P atm + ugh

Pressão atmosférica

A pressão atmosférica é o peso que o ar exerce sobre a superfície da Terra, seu valor depende da altitude do local onde é medida. Quanto maior a altitude menor a pressão atmosférica e vice-versa.

Atmosfera é uma camada de gases que envolve toda a superfície da Terra. Seus principais componentes são oxigênio e o nitrogênio. Cerca de 90% do ar que envolve a Terra é uma camada que vai do solo até 18km de altura.

A pressão atmosférica pode ser mais comumente expressa em Pa (N/m²), e pode ser expressa ainda em outras unidades como atmosfera (atm), milímetros de mercúrio (mmHg) ou metros de coluna de água (mca).

1atm = 101325 Pa = 10,2 mca = 760 mmHg

Teorema de Pascal

“A pressão exercida sobre um líquido se transmite instantaneamente e com a mesma intensidade a todos os pontos do líquido e às paredes do recipiente que o contem”.