HIDROSTTICA a HIDROSTTICA estuda os FLUIDOS em equilbrio
HIDROSTÁTICA • a HIDROSTÁTICA estuda os FLUIDOS em equilíbrio. • Professores: Hertz e Jeferson
HIDROSTÁTICA • Considerando • que o meio em que vivemos é, em grande parte, composta de ar e água; • e que nestes meios muitas de nossas atividades se desenvolvem (o transporte no ar, em rios e mares), foi o que levou o homem estudar o assunto. • Professores: Hertz e Jeferson
HIDROSTÁTICA • Observemos com atenção ! • As bases para estudar esses meios físicos :
HIDROSTÁTICA • Conceitos Básicos: 1. Fluido 2. Massa específica da substância ( ) 3. Densidade de um corpo (d) 4. Pressão (p) 5. Pressão hidrostática ou efetiva (ph) 6. Pressão absoluta (pabs) 7. Teorema de Stevin 8. Teorema de Pascal 9. Teorema de Arquimedes
HIDROSTÁTICA - Iremos realizar esse estudo em 4 blocos: Bloco II 1. Fluido 4. Pressão (p) 2. Massa específica da substância ( ) 5. Pressão hidrostática ou efetiva (ph) 3. Densidade de um corpo (d) 6. Pressão absoluta (pab) Bloco III Bloco IV 7. Teorema de Stevin 8. Teorema de Arquimedes 8. Teorema de Pasca
HIDROSTÁTICA Bloco I 1. Fluido 2. Massa específica da substância ( ) 3. Densidade de um corpo (d)
HIDROSTÁTICA I- Conceitos Básicos: 1. Fluido – estado da matreira no qual a substância que se encontra naquele estado não apresenta forma definida. Assim são os líquidos e os gases. São considerados fluidos os líquidos e os gases.
HIDROSTÁTICA • Conceitos Básicos: 2. Massa específica da substância ( ) – é a medida da razão entre a massa de uma certa substância homogênea, em determinada temperatura, e o volume por ela ocupado. Ela é calculada dividindo-se a massa da substancia pelo volume , efetivamente, por ela ocupado. no S I no C G S
HIDROSTÁTICA • Conceitos Básicos: 3. Densidade de um corpo (d) – é a razão entre a massa do corpo, (objeto modelado) em determinada temperatura, e o volume por ele ocupado. Ela é calculada dividindo-se a massa do corpo pelo volume , total, por ela ocupado.
HIDROSTÁTICA Ex. 1 Considerando que foram garimpados 800 g de um minério, dos quais 600 g foram de uma substância X pura e homogênea e que o volume por X ocupado foi igual a 400 cm 3. Calculando a massa específica ( ) da substância X temos:
HIDROSTÁTICA Ex. 2 Considerando uma peça cilíndrica, cujo área da seção transversal é igual a 4 cm 2 e altura 80 cm, formada por uma substância X de massa igual a 800 gramas. Sabendo que no interior da peça existe um espaço oco de volume igual a 240 cm 3. Calcule: a) a densidade “d” da peça, bem como; (b) a massa específica “ ” da substância X. Solução: a) a densidade “d” da peça
HIDROSTÁTICA Ex. 2 Considerando uma peça cilíndrica, cujo área da seção transversal é igual a 4 cm 2 e altura 80 cm, formada por uma substância X de massa igual a 800 gramas. Sabendo que no interior da peça existe um espaço oco de volume igual a 240 cm 3. Solução: (b) a massa específica “ ” da substância X. Obs. : A massa especifica leva em consideração o volume efetivamente ocupado pela substancia)
HIDROSTÁTICA Bloco II 4. Pressão (p) 5. Pressão hidrostática ou efetiva (ph) 6. Pressão absoluta (pab)
HIDROSTÁTICA II - Conceitos Básicos: 4. Pressão (p) – grandeza que mede a razão entre a intensidade normal de uma força (FN) por unidade de área (A) onde a força se distribui.
HIDROSTÁTICA II - Conceitos Básicos: 4. Pressão (p) – grandeza que mede a razão entre a intensidade normal de uma força (FN) por unidade de área (A) onde a força se distribui. Obs. : A pressão é uma medida inversamente proporcional a área de sua atuação. Obs. : Mantida a força e aumentando-se a área, a pressão diminuirá proporcionalmente.
HIDROSTÁTICA • Conceitos Básicos: Ex. 3 Uma torre de 20 andares tem área da base igual a 850 m 2. Sabendo que a mesma apresenta massa igual a 20 toneladas, e que também a aceleração da gravidade local é igual a 10 m/s 2. Calcular a pressa exercida na base da torre.
HIDROSTÁTICA Ex. 4 Um objeto em forma de paralelepípedo de massa 40 kg tem 80 cm de comprimento, 40 cm de largura e 20 cm de altura. Considerando a aceleração da gravidade local é igual a 10 m/s 2, e que o mesmo encontra-se apoiada sobre um plano horizontal determine: a) A área da face ( I ) b) A pressão exercida pela face ( II ) quando esta se encontrar apoiada no piso, em unidade Pa.
HIDROSTÁTICA a) A área da face ( I ) b) A pressão exercida pela face ( II ) quando esta se encontrar apoiada no piso, em unidade Pa.
HIDROSTÁTICA 5. Pressão hidrostática (efetiva) - em um fluido em equilíbrio o peso da coluna do fluido gera pressa hidrostática em cada ponto do fluido. P peso da coluna líquida A área da seção transversal massa específica do fluido g aceleração da gravidade h altura da coluna em relação ao ponto
HIDROSTÁTICA 6. Pressão absoluta ( pab) - levando-se em conta a pressão atmosférica (p 0) entende-se por pressão absoluta ou total a soma da pressão hidrostática e a pressão atmosférica:
7. Teorema de Stevin 8. Teorema de Pasca https: //pt. wikipedia. org/wiki/Simo n_Stevin Bloco III https: //pt. wikipedia. org/wiki/Blaise _Pascal#/media/Ficheiro: Blaise_ Pascal_2. jpg HIDROSTÁTICA
HIDROSTÁTICA • 07 Teorema de Stevin - III “A diferença das pressões entre dois pontos de um fluido, em equilíbrio, é igual ao produto entre a massa específica do fluido, a aceleração da gravidade e a o desnível entre os pontos”. Obs. : Evidência do teorema de Stevin: todos os pontos que se encontram em uma mesma cota, em um líquido homogêneo e em equilíbrio, estarão sub uma mesma pressão “superfície isobárica”.
HIDROSTÁTICA • Teorema de Stevin - exercícios 01. Um longo tubo de vidro, fechado em sua extremidade superior, é colocada, mergulhado, nas águas de um lago (μ (água) = 1000 kg/m 3) com seu eixo longitudinal coincidente com a direção vertical, conforme representa a figura. No local, a pressão atmosférica vale p = 1, 0 atm e g = 10 m/s 2. Se o nível da água no interior do tubo sobe até uma profundidade h = 5, 0 m, medida em relação à superfície livre do lago, qual é a pressão do ar contido no interior do tubo?
HIDROSTÁTICA • Teorema de Stevin - exercícios 02. A medição da pressão atmosférica reinante no interior de um laboratório de Física foi realizada utilizando-se o dispositivo representado na figura: Sabendo que a pressão exercida pelo gás, lida no medidor, e de 136 cm Hg, qual então a pressão atmosférica no local. 03. (UFPE) Se o fluxo sangüíneo não fosse ajustado pela expansão das artérias, para uma pessoa em pé a diferença de pressão arterial entre o coração e a cabeça seria de natureza puramente hidrostática. Nesse caso, para uma pessoa em que a distância entre a cabeça e o coração vale 50 cm, qual o valor em mm. Hg dessa diferença de pressão? (Considere a densidade do sangue igual a 103 kg/m 3)
HIDROSTÁTICA 08. O Teorema de Pascal (Blaise Pascal) “Um acréscimo de pressão comunicado a um ponto qualquer de um líquido incompressível em equilíbrio transmite-se integralmente a todos os demais pontos do líquido, bem como às paredes do recipiente. ” O Teorema de Pascal / aplicação 04. Um adestrador quer saber o peso de um elefante. Utilizando uma prensa hidráulica, consegue equilibrar o elefante sobre um pistão de 2000 cm 2 de área, exercendo uma força vertical F equivalente a 200 N, de cima para baixo, sobre o outro pistão da prensa, cuja área é igual a 25 cm 2. Calcule o peso do elefante.
https: //pt. slideshare. net/quero 2015/livrocompleto-arquimedes HIDROSTÁTICA Bloco IV 8. Teorema de Arquimedes
HIDROSTÁTICA 09. Teorema de Arquimedes IV Quando um corpo é imerso total ou parcialmente em um fluido em equilíbrio, sob a ação da gravidade, ele recebe do fluido uma força denominada empuxo (ou impulsão de Arquimedes). Tal força tem sempre direção vertical e sentido de baixo para cima e sua intensidade é igual ao do peso do fluido deslocado pelo corpo. d. FD = densidade do fluido deslocado g = aceleração da gravidade local Vol(FD)= volume do flido deslocado
HIDROSTÁTICA 05. (UFPA) Quando um peixe morre em um aquário, verifica-se que, imediatamente após a morte, ele permanece no fundo e, após algumas horas, com a decomposição, são produzidos gases dentro de seu corpo e o peixe vem à tona (flutua). A explicação correta para esse fato é que, com a produção de gases: a) o peso do corpo diminui, diminuindo o empuxo. b) o volume do corpo aumenta, aumentando o empuxo. c) o volume do corpo aumenta, diminuindo o empuxo. d) a densidade do corpo aumenta, aumentando o empuxo. e) a densidade do corpo aumenta, diminuindo o empuxo
HIDROSTÁTICA Teorema de Arquimedes 06. Um balão indeformável de massa 2, 0 kg apresenta, num local em que g =10 m/s 2, peso específico de 25 N/m 3. Supondo que o balão esteja totalmente imerso na água (μa 5 1, 0 g/cm 3), determine: a) o volume de água deslocado; b) o módulo do empuxo que o balão recebe da água. 07. Uma esfera de isopor de volume 2, 0. 102 cm 3 encontra-se inicialmente em equilíbrio presa a um fio inextensível, totalmente imersa na agua (fig. 1). Cortando-se o fio, a esfera aflora, passando a flutuar na superficie da agua (fig. 2). Sabendo que as massas especificas do isopor e da agua valem, respectivamente, 0, 60 g/cm 3 e 1, 0 g/cm 3 e que |g =10 m/s 2, calcule: a) a intensidade da força de tração no fio na situação da fig. 1; b) a porcentagem do volume da esfera que permanece imersa na situação da fig. 2.
HIDROSTÁTICA Teorema de Arquimedes 08. (Unip-SP) Na figura, as esferas maciças A e B estão ligadas por um fio ideal e o sistema está em equilíbrio. A esfera A está no interior de um líquido homogêneo de densidade 2 d e a esfera B está no interior de outro líquido homogêneo de densidade 3 d. . Sabendo que as esferas têm raios iguais e que a esfera A tem C densidade d, podemos concluir que a densidade da esfera B vale: a) d. b) 2 d. c) 3 d. d) 4 d. e) 5 d. 09. Um cubo de madeira (densidade = 0, 80 g/cm 3) de aresta 20 cm flutua em água (massa específica = 1, 0 g/cm 3) com a face superior paralela à superfície livre da água. Adotando g 5 10 m/s 2, a diferença entre a pressão na face inferior e a pressão na face superior do cubo é: a) 1, 2 ? 103 Pa. d) 3, 0 ? 103 Pa. b) 1, 6 ? 103 Pa. e) 4, 0 ? 103 Pa. c) 2, 4 ? 103 Pa.
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