HIDROSTÁTICA 1.
CONC CO NCEI EITTO DE DE PRE PRESS SSÃO ÃO,, DEN DENSI SID DAD ADEE E MAS MASSA SA ESPECÍFICA;
2.
TEOREMA DE STEVIN;
3.
PRESSÃO AT ATMOSFÉRICA
4.
PRINCIPIO DE PASCAL;
5.
TEOREMA DE ARQUIMEDES ;
6.
EXERCÍCIOS
PROFESSOR:
PEDRO CÉSAR BRASILEIRO LOPES
1. CONCEITO DE PRESSÃO, DENSIDADE E MASSA ESPECÍFICA
Pressão é a grandeza dada pela relação entre a intensidade da força que atua perpendicularmente e a área em que a mesma atua.
P=
1. CONCEITO DE PRESSÃO, DENSIDADE E MASSA ESPECÍFICA
UNIDADES DE PRESSÃO No SI: (N/m² (N/m²)) ou (Pa (Pa). ). Outras unidades e as suas relações são: Dina por centímetro quadrado (dyn/cm² dyn/cm²)) ou bária (b (b). •
1 Pa = 10 b
1. CONCEITO DE PRESSÃO, DENSIDADE E MASSA ESPECÍFICA
DENSIDADE
MASSA ESPEC ESPECÍFICA ÍFICA
Considerando um corpo de massa m e volume V sua densidade d é dada por:
Valor associado ao elemento, mas que independe de sua disposição (forma) física.
d=
Se o corpo for maciço e homogêneo, a densidade coincide com a massa específica
1. CONCEITO DE PRESSÃO, DENSIDADE E MASSA ESPECÍFICA
Correspondem sempre a unidade de massa e unidade de volume
UNIDADES DE DENSIDADE EM RESUMO:
EXERCÍCIOS
QUESTÃO 1. 1. Uma força de intensidade 2N é aplicada perpendicularmente a uma superfície através de um pino de 1 mm² de área. Determine a pressão, em N/m², que o pino exerce sobre a superfície. QUESTÃO QUESTÃO 2. 2 . Misturam-se massas iguais de dois líquidos de densidade d1 = 0,4 g/cm³ e d2 = 0,6g/cm³. Determine a densidade da mistura, suposta homogênea. QUESTÃO 3. Misturam-se volumes iguais de dois líquidos de densidades d1 = 0,4 g/cm³ e d2 = 0,6 g/cm³. Determine a densidade da mistura, suposta homogênea.
2. TEOREMA DE STEVIN
Devida ao ar existente sobre o fluido.
Força hidrostática .
Peso do cilindro líquido.
P=m*g=d*V*g=d*A*h*g PB = PA + d * g *h
FB = FA + d * A * g *h
3. PRESSÃO ATMOSFÉRICA
COMO FOI A EXPERIÊNCIA DE TORRCELLI ? • •
•
ENCHER COM MERCÚRIO ATÉ A BORDA UM TUBO DE 120 CM; DESTAPAR O TUBO INVERTIDO DENTRO DE UM RECIPIENTE CONTENDO MERCÚRIO; VERIFICAR A ALTURA DA COLUNA DE MERCÚRIO.
O QUE ELE CONCLUIU? •
A PRESSÃO DO AR SOBRE A SUPERFÍCIE LIVRE DE MERCÚRIO NO RECIPIENTE É IGUAL À PRESSÃO DOS 76 CM DE MERCÚRIO.
PATM = PCOLUNA
3. PRESSÃO ATMOSFÉRICA
... POR ISSO A UNIDADE DE PRESSÃO “MILÍMETROS DE MERCÚRIO ”!
1 ATM = 76 CMHG = 760 MMHG PNORMAL = 1 ATM
A PRESSÃO ATMOSFÉRICA DEPENDE DA ALTITUDE DO LOCAL CIDADE DE POTOSI, BOLÍVIA . LOCALIZADA A 3.967 METROS DE ALTITUDE, SENDO UMA DAS CIDADES MAIS ALTAS DO MUNDO
EXERCÍCIOS
QUESTÃO 4. 4. Um reservatório contém água, cuja densidade é 1g/cm 3, até uma altura de 10m. a pressão atmosférica local é 10 5 N/m2 e a aceleração da gravidade é g= 10m/s2. determine a pressão no fundo do reservatório reservatório expressa em N/m 2. QUESTÃO 5. O esquema representa um recipiente R, contendo um gás, conectado em um tubo em “U”, com mercúrio e aberto para o exterior. Na situação de equilíbrio esquematizada, a altura H da coluna de mercúrio é 24cm e a pressão atmosférica é 76cmHg. Determine a pressão exercida pelo gás: a) expressa em centímetros de mercúrio (cmHg); b) expressa em N/m2, sendo dadas a densidade do mercúrio (d = 13,6.10 3 kg/m3) e a aceleração da gravidade (9,8 m/s2).
4. PRINCÍPIO DE PASCAL
“A ALTERAÇÃO DE PRESSÃO PRODUZIDA NUM LÍQUIDO EM EQUILÍBRIO TRANSMITE-SE
INTEGRALMENTE A TODOS OS PONTOS DO LÍQUIDO E ÀS PAREDES DO RECIPIENTE .”
... OU SEJA: UMA FORÇA EXERCIDA EM UM PONTO DO LIQUIDO É TRANSMITIDA A TODOS OS OUTROS.
F1 A1
F2 A2
EXERCÍCIOS
QUESTÃO 6. O elevador hidráulico de um posto de automóveis é acionado mediante um cilindro de área 3 . 10 5 m2. O automóvel a ser elevado tem massa 3 . 103 kg e kg e está sobre o êmbolo de área 6 . 10 3 m2. Sendo a aceleração da gravidade g = 10 m/s2, determine: a) a intensida intensidade de mínima mínima da força força que deve deve ser aplicad aplicadaa no êmbolo menor menor para para levar levar o automóvel; b) o deslocamen deslocamento to que teori teoricame camente nte deve deve ter ter o êmbolo menor menor para para elevar elevar de 10 cm o cm o automóvel.
5. TEOREMA DE ARQUIMEDES
LENDAS
DIZEM QUE ARQUIMEDES DESCOBRIU , ENQUANTO TOMAVA BANHO , QUE UM CORPO FICA MAIS LEVE QUANDO ESTA IMERSO NA ÁGUA DEVIDO A UMA FORÇA VERTICALMENTE PARA CIMA QUE O LÍQUIDO EXERCE SOBRE ESTE CORPO. E SSA SSA FORÇA QUE O LÍQUIDO EXERCE NO CORPO É CHAMADA É CHAMADA DE EMPUXO.
TEOREMA DA ARQUIMEDES: “TODO CORPO IMERSO EM UM FLUIDO
SOFRE AÇÃO DE UMA FORÇA (EMPUXO) VERTICALMENTE PARA CIMA, CUJA INTENSIDADE É IGUAL AO PESO DO FLUIDO DESLOCADO PELO CORPO”’
5. TEOREMA DE ARQUIMEDES
O CONTRAPESO EQUILIBRA O CORPO SUSPENSO
A BALANÇA SE DESEQUILIBRA QUANDO O CORPO ESTÁ SUBMERSO
UANDO UM CORPO MAIS DENSO QUE O LÍQUIDO ESTÁ TOTALMENTE IMERSO, PERCEBEMOS QUE O SEU PESO É Q UANDO APARENTEMENTE MENOR DO QUE NO AR. ESTE PESO APARENTE É A DIFERENÇA ENTRE O PESO REAL E O EMPUXO.
PAPARENTE = PREAL – E E
5. TEOREMA DE ARQUIMEDES
VF É O VOLUME DO FLUIDO DESLOCADO, ENTÃO A MASSA DO FLUIDO DESLOCADO É:
MF = DF. VF SABENDO QUE O MÓDULO DO EMPUXO É IGUAL AO MÓDULO DO PESO:
E = P = M . G
O FLUIDO DESLOCADO É O VOLUME
ASSIM TEMOS QUE O EMPUXO É:
DO FLUIDO QUE CABERIA DENTRO DA PARTE IMERSA NO FLUIDO, ESTANDO ELE TOTALMENTE OU PARCIALMENTE
E = DF. VF . G
IMERSO.
EXERCÍCIOS
QUESTÃO 7. Um balão de hidrogênio de peso igual a 400 N N está preso a um fio, em equilíbrio estático vertical. Seu volume é 50 3 m. A) Determine o empuxo exercido pelo ar sobre o balão, considerando que a densidade do ar é 3 2 igual a 1,2 kg/m . Adote g = 10 m/s . B) Determine a tração do fio que sustém o balão.
Obrigado pela atenção. at enção.
PROFESSOR:
PEDRO CÉSAR BRASILEIRO LOPES
