Instituto Tecnolgico do Sudoeste Paulista Faculdade de Engenharia

Instituto Tecnológico do Sudoeste Paulista Faculdade de Engenharia Elétrica – FEE Bacharelado em Engenharia Elétrica Aula 5 Hidrostática: Princípios de Pascal, Arquimedes e Stevin Física Geral e Experimental II Prof. Ms. Alysson Cristiano Beneti IPAUSSU-SP 2012

LEI DE STEVIN – PRESSÃO SOB UMA COLUNA LÍQUIDA A pressão sob uma coluna de líquido é dada por: Se a superfície do líquido está em contato com a atmosfera da Terra: Se a superfície do líquido não está em contato com a atmosfera da Terra: Pressão no ponto A Pressão atmosférica Densidade do líquido Aceleração da gravidade Profundidade

Exemplos 1. Determine a pressão hidrostática em um ponto situado no interior da água, a 10 metros de profundidade. A massa específica da água é 1000 Kg/m 3 e a aceleração da gravidade tem módulo 9, 8 m/s 2. Apresente o resultado em pascal e em atm.

Exemplos 2. Um técnico em saúde, sabe que para o soro penetrar na veia do paciente, o nível superior do soro deve ficar acima do nível da veia, conforme a figura abaixo. Considere a aceleração da gravidade g=9, 8 m/s 2, a densidade do soro de 1000 Kg/m 3 e o desnível de 80 cm. A pressão exercida, exclusivamente, pela coluna de soro na veia do paciente, em pascal, é de:

Princípio de Pascal Consideremos um líquido contido em um recipiente. Uma variação de pressão provocada em um ponto desse líquido é transmitida integralmente para todos os pontos do líquido. Esse princípio é usado freqüentemente nos mecanismos hidráulicos, usados para aumentar intensidades de forças. Consideremos, por exemplo, a situação ilustrada onde um líquido está em um recipiente vedado por pistões móveis, de áreas A 1 e A 2, sendo A 1 < A 2.

Exemplos 1. Na prensa hidráulica da figura , os diâmetros dos tubos 1 e 2 são , respectivamente, 4 cm e 20 cm. Sendo o peso do carro igual a 10 k. N, determine a força que deve ser aplicada no tubo 1 para equlibrar o carro;

Princípio de Arquimedes Quando um corpo está total ou parcialmente submerso em um fluido, uma força de empuxo exercida pelo fluido age sobre o corpo. A força é dirigida para cima e tem módulo igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo.

Princípio de Arquimedes O corpo pode flutuar ou afundar. Temos:

Exemplos 1. Um objeto com massa de 10 kg e volume de 0, 002 m 3 é colocado totalmente dentro da água (d = 1 kg/L). a) Qual é o valor do peso do objeto ? b) Qual é a intensidade da força de empuxo que a água exerce no objeto ? c) Qual o valor do peso aparente do objeto ? d) Desprezando o atrito com a água, determine a aceleração do objeto.

Problemas Propostos 1. Os ramos de uma prensa hidráulica têm diâmetro de 20 cm e 6 cm, respectivamente. Aplicando uma força de 90 N sobre o embolo menor, o liquido exercerá, sobre o êmbolo maior, uma força de: R: F 2=1000 N 2. Um cilindro maciço e homogêneo, cuja massa especifica é de 0, 80 g/cm³, flutua na agua (massa especifica de 1 g/cm³), com 10 cm de sua altura total H acima da superfície da agua. Qual a altura H do cilindro, em cm? R: H=50 cm

Problemas Propostos 3. Um mergulhador novato enche totalmente os pulmões no fundo de uma piscina e sobe sem exalar o ar. Ao chegar à superfície a diferença de pressão externa a que está submetido e a pressão do ar de seus pulmões é de 9, 3 KPa. De que profundidade ele partiu? Que risco possivelmente fatal está correndo? R: h=0, 95 m 4. Um bloco de massa específica 800 Kg/m 3 flutua em um fluido de massa específica 1200 Kg/m 3. A altura do bloco é 6 cm. a) Qual é a altura submersa do bloco? R: 4 cm b) Se o bloco for afundado completamente e solto, qual será sua aceleração? 4, 9 m/s 2