HIDROSTÁTICA

1. HIDROSTÁTICA

2. HIDROSTÁTICA • Massa específica ou densidade absoluta. É a razão entre a massa de uma substância pelo seu volume. Ex: 1g/cm3 de água = 1000 Kg/m3. • Densidade de um corpo: é a razão da massa do corpo pelo seu volume.

3. HIDROSTÁTICA • Peso Específico: Chamamos de peso específico de um corpo à razão entre o so e o seu volume. • UNIDADES Sistema M.K.S : N/m3

4. HIDROSTÁTICA • Pressão: Pressão de uma força sobre uma superfície é a razão entre o módulo da força e a área da superfície considerada. • UNIDADES SistemaM.K.S: N/m2 • Outra unidade muito usada é a atmosfera (atm) 1 atmosfera == 1,0 X 105 N/m2

5. HIDROSTÁTICA • MEDIDA DA PRESSÃO HIDROSTÁTICA • Para um líquido em repouso a pressão hidrostática depende da massa específica, aceleração da gravidade e da profundidade h. • Todos os pontos da superfície que se encontram no mesmo nível suportam a mesma pressão. • A pressão p sobre os pontos de uma supefície é devido ao peso P da coluna fluido sobre a superfície. • A pressão total em um ponto, a uma profundidade h de um líquido em equilíbrio, é a resultante da soma da pressão atmosférica na superfície mais a pressão hidrostática. • Pa

6. HIDROSTÁTICA • TEOREMA FUNDAMENTAL DA HIDROST Á TICA OU TEOREMA DE STEVIN A diferença de pressão entre dois pontos quaisquer de um líquido em equilíbrio é dada pelo produto do desnível entre esses pontos pelo peso específico do líquido. PARADOXO HIDROST Á TICO • A força que um líquido exerce sobre o fundo de um recipiente não depende de sua forma, mas da altura do líquido e da área da base.

7. EXERCÍCIO • Três recipientes com alturas iguais a 0,5m, mas com formatos diferentes, são totalmente preenchidos com um mesmo líquido de densidade 103kg/m3, como indica a figura. A área do fundo dos recipientes é 0,4m2 para todos eles. Sendo a aceleração da gravidade 10m/s2 e a pressão atmosférica igual a 105N/m2, determine: a) a pressão total exercida no fundo dos três recipientes; b) a intensidade da força que atua no fundo dos três recipientes.

8. HIDROSTÁTICA EQUILÍBRIO DE UM LÍQUIDO EM VASOS COMUNICANTES • A altura alcançada por um líquido em equilíbrio em diversos vasos comunicantes é a mesma, qualquer que seja a forma ou secção dos ramos (desde que não sejam capilares). EQUILÍBRIO DE DOIS LÍQUIDOS IMISOÍVEIS EM VASOS COMUNICANTES • Dois líquidos imiscíveis em equilíbrio em vasos comunicantes atingem alturas inversamente proporcionais as suas massas específicas.

9. EXERCÍCIO • Água e óleo de densidades 1g/cm3 e 0,8g/cm3, respectivamente, são colocados em um sistema de vasos comunicantes. Sendo 26cm a altura da coluna de óleo, acima do equilíbrio, determine a altura da coluna de água medida acima do nível de separação entre os líquidos.

10. HIDROSTÁTICA TEOREMA DE PASCAL • Os líquidos transmitem integralmente, em todas as direções e sentidos, as pressões que suportam. PRENSA HIDRÁULICA • Uma prensa hidráulica é um sistema constituído por dois vasos comunicantes e de diâmetros diferentes. No interior dos vasos existe um líquido que sustenta dois êmbolos, conforme a figura.

11. HIDROSTÁTICA TEOREMA DE ARQUIMEDES • Todo corpo mergulhado em um líquido fica submetido à ação de uma força vertical, orientada de baixo para cima, de valor igual ao peso do líquido deslocado, que denominamos empuxo. • O empuxo é igual ao peso do volume de líquido deslocado. • Importante: E = P – o corpo flutua. E > P – o corpo sobe. E < P – o corpo afunda.

12. EXERCÍCIO • Assinale as afirmativas corretas e some seus respectivos valores: 01- Os freios hidráulicos dos veículos automotores constituem-se na aplicação prática do Princípio de Pascal. 02- Para que um corpo flutue é necessário que a sua massa específica seja superior à massa específica do líquido em que está imerso. 04- A pressão num líquido em repouso aumenta à medida que aumenta a profundidade. 08- Um submarino completamente submerso, para emergir, diminui o empuxo exercido sobre ele.

13. EXERCÍCIO • Um balão de hidrogênio de peso igual a 600N está preso a um fio em equilíbrio estático vertical. Seu volume é igual a 80m3. Adote g=10m/s2. Densidade do ar = 1,25kg/m3. Determine: a) o empuxo exercido pelo ar sobre o balão. b) a tração no fio que sustém o balão.

14. EXERCÍCIO • Pescando no ri Tietê, na cidade de São Paulo, um turista fisgou um pneu de massa 10,5kg, cuja densidade é de 1400kg/m3. Considerando a tabela abaixo (que fornece a tração que uma linha de pesca pode suportar em função do seu diâmetro), determine: a) o diâmetro mínimo da linha de pesca, dentre os apresentados na tabela, para que o pescador levante o pneu, enquanto este estiver totalmente submerso; b) o diâmetro mínimo da linha de pesca, dentre os apresentados na tabela, para que o pescador levante o pneu totalmente fora da água. Admita que a parte côncava inferior do pneu retém 3 litros de água.

15. EXERCÍCIO • Ao se usar um saca-rolhas, a força mínima que deve ser aplicada para que a rolha de uma garrafa comece a sair é igual a 360N. a) Sendo  o coeficiente de atrito estático entre a rolha e o bocal da garrafa, encontre a força normal que a rolha exerce no bocal da garrafa. Despreze o peso da rolha. b) Calcule a pressão da rolha sobre o bocal da garrafa. Considere o raio interno do bocal da garrafa igual a 0,75 cm e o comprimento da rolha igual a 4,0 cm. .