Estatica Fluidos

Introdução

Mecânica do fluido e ciência que estuda os fenômenos físico dos fluido.

As leis da mecânica dos fluidos são de extrema importância para varias áreas da engenharia,como exemplos usamos isto na pratica nas maquinas hidráulicas,aerodinâmica,dentre outras necessita para obtenção dos resultados.

Conceitos fundamentais e definição de fluido

O fluidos é utilizado nas comparações entre substancia de um solido.

O fluido não tem forma própria ela assume a forma dentro de um recipiente também pode se constituir com gases.

Se o problema for de reconhecer os fluidos essa definição seria suficiente para esta finalidade.

Seja um solido preso em algumas placas planas,uma superior solicitada por uma forca tangencial F.

Se manter a forca Ft constante,verifica- que o solido se deformara angularmente ate chegar há uma nova posição de equilíbrio estático.Nesta posição obsevara que as tensões internas se estabiliza com a força externa e somente uma variação da força ft faria com que houvesse uma modificação da nova configuração do solido.

Podemos afirmar que um solido,solicitado por uma força tangencial constante,modifica-se angularmente,mais atinge equilíbrio estático novamente.

Observamos que os pontos correspondentes do fluido da placa continuam em correspondência durante o movimento assim, se a placa superior adquire uma velocidade v,os pontos do fluidos em contato com ela terão a mesma velocidade v ,e os pontos do fluidos em contato ficarão parado junto dela. A tal observação leva ao chamado principio da aderência: “Os pontos de um fluido, em contato com uma superfície solida,aderem aos pontos dela,com os quais estão em contato.”

Esta experiência permite a diferença entre solido e fluidos,pois,enquanto aqueles se deformam limitadamente sob a ação de esforços tangenciais pequenos,estes se deformam continuamente sem alcançar a posição de equilíbrio estático.

Flui do e uma substancia que se deforma continuamente, quando atua uma força tangencial constante qualquer ou,em outras palavras,fluido e uma substancia que,submetida a uma força tangencial constante,não atinge uma nova configuração de equilíbrio estático.

Pressão

Força aplicada sobre uma superfície pode ser decomposta em dois efeitos:um tangencial, que origina tensões de cisalhamento, e outra normal que Dara origem as pressões.

Se f representa a forca de uma normal que age na superfície de área A,e dFn a força normal que age num infinitésimo de área dA,a pressão num ponto será:

P=dFn/dA

A pressão se for uniforme,sobre toda área,ou se o interesse for na pressão media então :

P=fn/a

Teorema de Stevin

A diferença de pressão entre dois pontos de um fluido estático e igual as produto do peso específico do fluido pela diferença entre dois pontos.

Um recipiente por exemplo que contem um fluido e dois pontos genéricos M e N.Unindo os pontos M e N constrói-se um cilindro,cuja área da base é dA, em torno do eixo MN.

Orienta-se o eixo MN de N para M,e seja o ângulo formado com a horizontal.

Seja Zn a cota do ponto n e Zm a cota do ponto M,em relação a um plano horizontal qualquer,adotado como referencia.

Seja h a diferença de cotas dos dois pontos,isto e ,h=Zm-Zn.

A hipóteses, o fluido esta em repouso, a resultante das forcas que agem sobre o cilindro em qualquer direção deve ser nula,ou haveria um deslocamento nesta direção,contrariando a hipóteses.

Todas as forcas são projetadas na direção do eixo NM.Deve-se lembrar que,como as forcas devidas a pressão são normais a superfície,então as que agem na superfície lateral terão componente nula sobre o eixo.

Pressão em torno de um ponto de um fluido em repouso

A pressão no ponto de um fluido em repouso e igual em qualquer direção.

Algumas demonstrações encontrado neste enunciado,como, porem, tais demonstrações não traz nenhum subsidio aos conhecimentos,prefere-se ir a ideia do leitor.

Se o fluido esta em repouso,todos os seus pontos também deverão estar.Se a pressão fosse diferente em alguma direção,haveria um desequilíbrio no ponto,fazendo com que este se deslocasse nessa direção,contrariando a hipótese.Logo esta em repouso,a pressão em torno de um ponto deve ser a mesma qualquer direção.

Medidores de pressão

Manômetros

Manômetros metálicos ou de Bourdon

Pressão ou depressão são medidas pelo manômetros metálico.

Esse nome provem do fato que as pressões e a medidas pela deformação do tubo metálico.

Ao ligar o manômetro pela tomada de pressão, o tubo fica internamente submetido a uma pressão p que deformara,havendo um deslocamento entre suas extremidades que , ligada ao ponteiro por um sistema de alavanca relacionara a sua deformação.

O indicador na escala efetiva será feita diretamente no mostrador,quando a parte externa do manômetro estiver exposta a pressão atmosférica.

A parte interna do tubo metálico esta sujeita a pressão p1,e a externa a p2.

Dessa forma,o manômetro indicara não a pressão p1,mas a diferença p1-p2

Manômetro com tubo em U

O manômetro em U corrige-se o problema das pressões efetivas negativas.E ocorrer isso, a coluna de fluidos do lado direito abaixo do nível.

A presença do fluido manométrico permite a medida da pressão de gases,já que impede que estes escape.

No mesmo instante utilizando um fluido manométrico de elevado peso especifico,diminui-se a altura da coluna que se formaria com um liquido qualquer.

Os manômetros de tubo U são ligados a dois reservatórios em vez de ter um dos ramos aberto a atmosfera,chamam-se manômetros diferenciais.