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1.      HIDROSTÁTICA: Conceitos básicos


Densidade: é a grandeza que mede a quantidade de massa (m) em um determinado volume (V). Sua unidade de medida é o Kg/cm3, Kg/m3, g/km3, g/mm3 e etc. Desta forma, podemos determinar:

 

                                   d = m/v    , onde d e v são grandezas inversamente proporcionais.

 

Pressão: é a grandeza física que mede a quantidade de força (F) aplicada em uma determinada área (A), por exemplo, qual a pressão exercida pelas partículas de um fluido dentro de uma panela de pressão ao aquecê-la? Qual a pressão exercida em um quadro negro quando professor irritado dar um murro no mesmo?

A unidade de medida da pressão no sistema internacional (SI) é o pascal, que é equivalente a N/m2. Podemos determinar a pressão em qualquer superfície bastando utilizar a definição, ou seja;

 

                                   P = F/A , onde P e A são grandezas inversamente proporcionais.

 

Pressão Hidrostática: como o próprio nome diz, a pressão pode ser determinada em pontos dentro do liquido já que estamos estudando o líquido em repouso, ou seja, vamos determinar qual a pressão exercida pela massa de determinado liquido em um determinado ponto ou ainda podemos dizer que é possível determinar a pressão hidrostática exercida por uma coluna de liquido em determinado ponto do fluido em repouso.

 

Com isso, podemos enunciar o Principio Fundamental da hidrostática, que diz:

A variação de pressão (∆P) entre dois pontos é equivalente ao produto da densidade (d) do fluido, da gravidade (g) e da variação da altura(∆h) entre os pontos do líquido, ou seja.

 

∆P = d.g. ∆h

 

 

Teorema de Pascal: diz que quando uma determinada pressão é aplicada em certa parte de um fluido em repouso, a intensidade dessa é distribuída para todas as partes deste fluido em repouso. 

            Ex: quando ao pegar uma bacia cheia de água e jogar um objeto de certa massa dentro, nota-se que o volume do liquido que esta na bacia é aumentado, ou seja, o volume na verdade sofre deslocamento devido a pressão exercida em parte do liquido. Tal teorema tem uma aplicação importante em prensas e pistões hidráulicos, ou seja, este é o principio do funcionamento de prensas e pistões hidráulicos.

 

Principio de Arquimedes: diz que; ao mergulhar um objeto em um recipiente com certo volume de fluido, surgira uma força contrária a força peso que é chamada de EMPUXO.

            Ex: Qualquer pessoa mergulhando em uma piscina sente uma força empurrando para cima à medida que se nada para o fundo, essa força é o empuxo.

 

O empuxo é equivalente a multiplicação da densidade com o volume do liquido deslocado e a gravidade, ou seja;

 

                       E = d.v.g

 

 

Peso aparente é a resultante das forças peso e empuxo que agem sobre um corpo inserido em um fluido. Quando imerso em fluido, o corpo parecerá mais “leve” do que realmente é. Isso ocorre porque a força de empuxo atua sobre esse corpo na direção vertical, apontando sempre para cima.peso aparente pode ser calculado da seguinte forma:

Peso aparente

 

Mais equações comuns em hidrostática:

 

·         P = Patm + dgh

·         P = dgh

·         P1 = P2 --> F1 / A1 = F2 / A2 ,ou seja, essa equação é utilizada no cálculo de prensa hidráulica.

 

Exercicios de fixação

 

1)      Adestraildo foi ate a casa de Nemestraildo, seu irmão, para um churrasco. Então ao ir até a área de lazer carregando uma cadeira de 6Kg se distraiu e deixou ela cair dentro da piscina. Sabendo-se que a densidade da água é 1g/cm3, que a aceleração gravitacional é 10m/s2, no momento que Adestraildo observou a cadeira dentro da piscina, esta estava exatamente no meio do volume da piscina, assim, quanto vale o volume do líquido deslocado pela cadeira ao cair na piscina?  

 

2)      Adiranio foi ao laboratório e fez o seguinte experimento, pegou um objeto de 20N e jogou dentro de um recipiente cheio de um líquido com densidade 2.10-3 Kg/cm3. Astolfo, amigo de Adestraildo, fez o mesmo experimento nas mesmas condições em outro país, Astolfo apenas modificou a aceleração gravitacional do experimento, ou seja, diminuiu em 1/4. Com isso, quanto vale a razão entre os empuxos do experimento de Astolfo e de Adestraildo?  Se a densidade do liquido do experimento de Adestraildo fosse duas vezes a do experimento de Astolfo, a razão entre os empuxos do experimento de Astolfo e Adestraildo seria diferente? Justifique.

 

 

3)      Sinforosa foi até o clube que freqüentava semanalmente para tomar um banho de piscina. Então, como não sabia nadar, pegou sua bóia de 2Kg e jogou inicialmente na água. Para sua surpresa a bóia estava furada, assim, em vez de flutuar afundou na água. Com isso pediu ao seu colega Salino para pegar a bóia no meio da piscina, Salino tentou mas não conseguiu, pois existia uma força impedindo dele chegar até a bóia. Sabendo-se que Salino ao mergulhar provocou um deslocamento do volume da água de 2cm3, a densidade da água é 1g/cm3 e aceleração gravitacional é de 10m/s2,  qual o peso de Salino? Se 1m3 de água equivale a 1000L, quantos litros de água Salino deslocou quando mergulhou na piscina?



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