Fluidostática resumo

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Fluidostática resumo

Fluidostática

O QUE É UM FLUIDO:

No século XIX, fluido, em Física, era empregado para designar materiais capazes de penetrar pelos vazios da matéria e de se escoar. A eletricidade, o calor, a luz etc., eram tidos como fluidos, além dos gases e líquidos em geral. Atualmente temos como fluido apenas os líquidos e gases. Uma das características de um fluido é sua viscosidade. A viscosidade está relacionada com o atrito entre as moléculas de um fluido. Ou seja, quanto maior a viscosidade, menor a velocidade em que o fluido se movimenta. Por exemplo: A água escorre mais rapidamente que um óleo, pois é menos viscosa.

PRESSÃO:

Se consideramos um corpo sobre o qual atua uma força, que para nós geralmente será vertical e para baixo, a Pressão que esse corpo exerce sobre uma superfície é a razão entre a força e a área na qual esta está atuando. Por exemplo, quando estamos de pé, estamos exercendo uma pressão no chão que é proporcional ao nosso peso e inversamente proporcional a área ocupada por nossos pés. Ou seja, quando estamos apoiados sobre um único pé exercemos mais pressão do que quando estamos apoiados sobre ambos os pés. A pressão é dada em uma unidade chamada Pascal, em homenagem a um cintentista chamado Blaise Pascal que realizou muitos estudos nessa e em outras áreas.Um Pascal corresponde a um Newton por metro2. Outra unidade de medida de pressão é em termos da pressão atmosférica: 1 atm, corresponde à pressão exercida pela atmosfera sobre a Terra, no nível do mar.

Podemos fixar estes conceitos, levando-os para uma questão prática, por exemplo: Vamos comparar a pressão exercida, sobre o solo, por uma pessoa com massa de 80 kg, apoiada na ponta de um único pé, com a pressão produzida por um elefante, de 2.000 kg de massa, apoiado nas quatro patas. Considere de 10 cm2 a área de contato da ponta do pé da pessoa, e de 400 cm2 a área de contato de cada pata do elefante. Considere também g = 10 m/s2.

EXPERIÊNCIA DE TORRICELLI:

O experimento de Torricelli foi um procedimento que visava medir o valor da pressão atmosférica. Para isso, Torricelli colocou água em um recipiente e imergiu um tubo também contendo água, conforme a figura abaixo:

O tubo com água foi colocado na água com o orifício inferior tapado, e quando este foi destapado esperava-se que a água contida no tubo descesse até um nível da coluna de líquido que estabilizasse a pressão atmosférica, porém não se observou mudança alguma, foi então que Torricelli teve a brilhante idéia de realizar o mesmo experimento com outro líquido, mais denso: o Mercúrio (Hg). O que se observou com o Mercúrio foi:

Deste experimento podemos concluir facilmente que a pressão atmosférica é equivalente à pressão exercida por uma coluna de 76 cm de Hg. Para determinar esse valor em Pascal, precisamos lembrar que a força exercida por qualquer corpo é o Peso :

P = m.g

e que a densidade deste corpo é dada por

m = m/v

então isolando a massa nesta equação da densidade temos que

m = V.m

e, já que o volume é a área da base multiplicada pela altura:

V = A.h

então

m = A.h.m

Como

Pressão = F/A

e F é o Peso P, conclui-se que

Pressão = m.h.g

Com essa relação, podemos então calcular a pressão atmosférica em Pascal se soubermos a densidade do Mercúrio: 13600 Kg/m3

PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES:

O princípio de Arquimedes diz basicamente que há uma força vertical e para cima que alivia o peso de um corpo quando submerso num fluido. Pelo princípio, esta for,ça é proporcional à densidade do fluido e ao volume do corpo e recebe o nome de EMPUXO:

E= m.V.g

Há uma história da antiguidade bastante conhecida sobre os estudos hidrostáticos de Arquimedes. Trata-se do chamado problema da coroa. Hiero, rei de Siracusa, encomenda uma coroa que paga como se fosse de ouro puro, mas posteriormente suspeita que o ourives fez mistura do ouro com prata. Arquimedes resolve o problema determinando o volume da coroa, para o que a submerge num recipiente completamente cheio de água e pesa em seguida o líquido derramado. Averigua assim a densidade da coroa e calcula a proporção de prata que o desleal ourives utiliza. Conta-se que Arquimedes inventou este procedimento quando, ao se introduzir num recipiente completamente cheio de água para se lavar, parte dela transborda. Sai então do banho a gritar Eureka! Que em grego significa "Descobri".

Aluno: Rafael 1ºB

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