Sistemas de Unidades

Arquimedes

Arquimedes de Siracusa  (287 a.C. – 212 a.C.) nasceu na cidade portuária de Siracusa, na Sicília, foi um matemático, físico, engenheiro, inventor e astrônomo grego. Embora poucos detalhes de sua vida sejam conhecidos, são suficientes para que seja considerado um dos principais cientistas da Antiguidade Clássica. Arquimedes talvez tenha estudado em Alexandria, Egito. Em mecânica dos fluidos Arquimedes contribuiu inicialmente com um princípio que leva o seu nome, que demonstrou, sem danificar, se na composição de uma coroa de ouro havia prata. Os fluidos exercem uma força chamada Empuxo nos objetos nele imersos que pode ser calculado pela seguinte relação:

E = r.V.g 

em que r é a massa específica do fluido, V é o volume do objeto que está imerso no fluido e g é a aceleração da gravidade no local. Comparando em seguida com uma porção de ouro equivalente a que teria sido fornecido para fabricar a coroa. Como também teria sido utilizado uma balança hidrostática em que numa ponta estaria a coroa de ouro e na outra uma barra de ouro também com massa equivalente a fornecida, como a barra foi mais profundamente no tanque com água, eis que era mais densa que a coroa. Experimento esse levando em consideração que a água é incompressível em baixas pressões notando-se facilmente o deslocamento da água.

Leonardo da Vinci

Leonardo di Ser Piero da Vinci ou simplesmente  Leonardo da Vinci (Anchiano, 15 de abril de 1452[1] — Amboise, 2 de maio de 1519), foi um polímata nascido na atual Itália,[1] [nb 2] uma das figuras mais importantes do Alto Renascimento,[1] que se destacou como cientista, matemático, engenheiro, inventor, anatomista, pintor,escultor, arquiteto, botânico, poeta e músico.[2] [3] [4] É ainda conhecido como o percursor da aviação e da balística. Leonardo era, como até hoje, conhecido principalmente como pintor. Como cientista, foi responsável por grande avanço do conhecimento nos campos da anatomia, da engenharia civil, da óptica e da hidrodinâmica. Deduziu a equação de conservação de massa para escoamento permanente e unidimensional. Da Vinci foi um excelente experimentalista e suas anotações contêm descrições precisas de ondas, jatos, ressaltos hidráulicos, formação de turbilhões e projetos para baixo arrasto (alinhados com o escoamento) e alto arrasto (paraquedas).

Isaac Newton

Isaac Newton nasceu em Londres, no ano de 1643, e viveu até o ano de 1727. Cientista, químico, físico, mecânico e matemático, trabalhou junto com Leibniz na elaboração do cálculo infinitesimal. Durante sua trajetória, ele descobriu várias leis da física, entre elas, a lei da gravidade. Newton conseguiu ingressar no Trinity College em Cambridge em 1661. Após sua formatura em 1665, Newton passou dois anos em Lincolnshire se escondendo da peste que se alastrava pela Europa e que forçou a Universidade a fechar seus portões. Foi neste período que ele concebeu suas mais importantes idéias sobre matemática, óptica e mecânica. Para a mecânica dos fluidos, sua segunda lei, que relaciona a força à taxa de variação da quantidade de movimento para um corpo em movimento, se tornou a equação básica para todo o estudo teórico doravante feito. De fato, a segunda lei de Newton seria utilizada no futuro por Euler, Navier e Stokes para obter as equações fundamentais do movimento de um fluido. Especificamente, uma contribuição importante de Newton, registrada no Livro II do Principia diz respeito à relação existente entre a tensão cisalhante em um ponto do fluido e o gradiente local de velocidade. Na seção IX do Livro II, Newton afirma que a resistência resultante da ação do atrito em partes do fluido seria, conservadas as outras variáveis iguais, proporcional à taxa de deformação experimentada por um elemento fluido no escoamento. A afirmação de Newton pode ser transcrita em termos matemáticos por:

τ ∝ [pic 1]

Definindo-se a constante de proporcionalidade por μ, chegamos à conhecida lei de Newton para a relação tensão/deformação em um fluido. Líquidos e gases que satisfazem esta lei são chamados de fluidos newtonianos. VIIIEEE, Petrópolis - RJ, Brasil O Livro II do Principia contém a maioria das contribuições de Newton para a mecânica dos fluidos. No final do século XVII um problema de especial interesse era a previsão do arrasto provocado pelo casco de um navio. A Inglaterra já havia se tornado a maior potência marítima mundial e seu domínio dos mares dependia sobremaneira do projeto e da construção de naus com alto desempenho. Este fato certamente colaborou para o interesse de Newton em mecânica dos fluidos. Entretanto, um problema de maior grandeza o atormentava. Descartes havia formulado uma teoria que afirmava ser o espaço interplanetário preenchido por uma matéria que se movimentava com movimentos verticais ao redor dos planetas. Mas, as observações de Johannes Kepler publicadas em 1627 mostravam que o movimento dos planetas através do espaço não era dissipativo, outrossim, executava órbitas estáveis e periódicas. A única justificativa plausível para a teoria de Descartes seria, portanto, não existir atrito entre os planetas e o meio que os circundava, ou seja, o arrasto deveria ser nulo. O objetivo central de Newton, em mecânica dos fluidos, passou então a ser único: provar que existe arrasto quando um corpo se move em um meio contínuo. Isso derrubaria a teoria de Descartes. Em seus estudos sobre a matéria, Newton apresentou a primeira dedução teórica da equação do arrasto. Ele concluiu que o arrasto variava com o quadrado da velocidade, com a área da seção reta do corpo e com a massa específica do fluido.