Hidrostática

1. Hidrostática Pressões: Mecânica, Hidrostática, Atmosférica e Absoluta. Empuxo

2. F A P = Pressão Mecânica É a razão entre a força aplicada e a área de aplicação da mesma. • A pressão é: • Diretamente proporcional à força; • Inversamente proporcional à área de aplicação.

3. h Pressão Hidrostática Pressão exercida por um fluido sobre pontos em seu interior. Ph = μ . g . h • A pressão varia linearmente com: • massa específica do fluido; • aceleração gravitacional; • profundidade. Obs.:Fluido engloba líquidos e gases.

4. Cuidado! A pressão hidrostática não depende do volume de líquido e sim da profundidade. Como todos os recipientes acima possuem o mesmo nível do mesmo líquido então a pressão que o líquido exerce sobre o fundo do recipiente é a mesma para todos.

5. Pressão Atmosférica A atmosfera terrestre é composta por vários gases que exercem pressão sobre a superfície da Terra. O físico italiano Evangelista Torricelli (1608-1647) idealizou uma experiência para determinar a pressão atmosférica em nível do mar.

6. x 10³ x 100 m cm g/cm³ kg/m³ ÷ 100 ÷ 10³ Unidades Massa específica (μ): kg/m³ Aceleração gravitacional (g): m/s² Profundidade (h): m

7. Outras unidades Patm = 1 atm = 76 cmHg = 1 x 105 N/m² Pascal (Pa) = N/m² Obs.: A pressão atmosférica diminui com a atitude.

8. h Pressão Total ou Absoluta É a soma algébrica da pressão hidrostática com a pressão atmosférica local. Pressão Atmosférica PT = Ph + Patm

9. Δh Teorema de Stevin “A diferença de pressão entre dois pontos no interior de um líquido é diretamente proporcional ao desnível vertical entre eles, em relação à superfície livre de um líquido”. ΔP = μ . g . Δh Pontos em um mesmo nível sofrem a mesma pressão.

10. óleo água mercúrio Líquidos Imiscíveis São líquidos que não se misturam devido à natureza de suas moléculas (polar ou apolar). Líquidos imiscíveis, pela ação da gravidade, posicionam-se de tal forma que o mais denso ocupa sempre a posição mais inferior em relação aos menos densos.

11. Vasos comunicantes Quando se tem um único líquido em equilíbrio contido no recipiente, conclui-se que: a altura alcançada por esse líquido em equilíbrio, em diversos vasos comunicantes é a mesma. Qualquer que seja a forma de seção do ramo. E para todos os pontos do líquido que estão na mesma altura obtêm-se também a mesma pressão.

12. Quando dois líquidos imiscíveis são colocados num mesmo recipiente, eles se dispõem de modo que o líquido de maior densidade ocupe a parte de baixo e o de menor densidade a parte de cima . A superfície de separação entre eles é horizontal. Tubos em U μA . hA = μB . hB

13. Tubo aberto Patm Δh PG = PH + Patm PG = μ.g.h + Patm

14. Teorema de Pascal Uma variação de pressão num ponto no interior de um líquido homogêneo e em equilíbrio se transmite integralmente a todos os pontos do líquido. É utilizadonaprensahidráulica.

15. VASOS COMUNICANTES No caso dos vasos comunicantes ( dois ramos de um tubo em U ), as alturas medidas a partir do nível de separação dos dois líquidos são inversamente proporcionais às massas específicas dos líquidos. Tomando os pontos A e B, na mesma horizontal e no mesmo líquido, temos:

16. Princípio de Arquimedes Quando um corpo está total ou parcialmente imerso em um fluido em equilíbrio, este exerce sobre o corpo uma força, denominada EMPUXO, que tem as seguintes características: 1ª Sentido oposto ao peso do corpo ; 2ª Intensidade. dada por E = PF onde PF é o peso do fluido deslocado

17. Empuxo (E) Quando mergulhamos um corpo em um líquido, notamos que o seu peso aparente diminui. Esse fato se deve à existência de uma força vertical de baixo para cima, exercida pelo líquido sobre o corpo, à qual damos o nome de empuxo.

18. O empuxo equivale ao peso do líquido deslocado.

19. Empuxo (E)

20. Enem 2ª aplicação 2010 - Um brinquedo chamado ludião consiste em um pequeno frasco de vidro, parcialmente preenchido com água, que é emborcado (virado com a boca para baixo) dentro de uma garrafa PET cheia de água e tampada. Nessa situação, o frasco fica na parte superior da garrafa, conforme mostra a figura 1. 

21. Quando a garrafa é pressionada, o frasco se desloca para baixo, como mostrado na figura 2.

22. Ao apertar a garrafa, o movimento de descida do frasco ocorre porque a) diminui a força para baixo que a água aplica no frasco.    b) aumenta a pressão na parte pressionada da garrafa.    c) aumenta a quantidade de água que fica dentro do frasco.    d) diminui a força de resistência da água sobre o frasco.    e) diminui a pressão que a água aplica na base do frasco. 

23. Quando as paredes da garrafa são apertadas, as forças provocam um acréscimo de pressão que é transmitida pela água (que não se comprime) até o ar que se comprime. Como a pressão no ar aumenta, seu volume diminui. Isto é, a água penetra no frasco de vidro aumentando a densidade do conjunto (frasco + ar + água) e ele desce. Letra C

24. VUNESP)Em uma competição esportiva, um halterofilista de 80 kg, levantando uma barra metálica de 120 kg, apoia-se sobre os seus pés, cuja área de contato com o piso é de 25 cm2.Considerando g = 10m/s² e lembrando-se de que a pressão é o efeito produzido por uma força sobre uma área, e considerando que essa força atua uniformemente sobre toda a extensão da área de contato, a pressão exercida pelo halterofilista sobre o piso, em pascal, é de: a) 2 .10 5b) 8. 10 5c) 12.10 5d) 25 .10 5e) 2 .10 6

25. (FATEC 2001) Duas esferas A e B, de mesma massa, mas de volumes diferentes, quando colocadas num tanque com água, ficam em equilíbrio nas posições indicadas:

26. Com relação a essa situação são feitas as seguintes afirmações: I. Os pesos das duas esferas têm a mesma intensidade. II. As densidades das duas esferas são iguais. III. As duas esferas recebem da água empuxos de mesma intensidade. Dentre essas afirmações está(ao) correta(s) apenas: a) a I. b) a II. c) a III. d) I e II. e) I e III.

27. No elevador mostrado na figura a seguir, o carro no cilindro à esquerda, na posição E, tem uma massa de 900 kg, e a área da secção transversal do cilindro é 2500 cm2. Considere a massa do pistão desprezível e a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2. A área da secção transversal do cilindro, na posição D, é 25 cm2, e o pistão tem massa desprezível.

28. Se o elevador for preenchido com óleo de densidade 900 kg/m3, a força mínima F, em Newton, necessária para manter o sistema em equilíbrio será a) 0.                                            b) 10.                                         c) 800.                                                  d) 900. 

29. O sifão é usado normalmente nas pias e vasos sanitários para evitar a passagem de gases e pequenos animais dentro de casa. Além do sifão, usa-se um "respiro", isto é, uma abertura, conectada à atmosfera externa através de um cano, que:

30. a) Mantém iguais as pressões nos dois lados dos sifões, ajudando a manter os níveis de água equilibrados. b) Serve para manter a ventilação no sistema de descarga. c) Serve para escoar o excesso de água quando de uma descarga no vaso sanitário. d) Serve para retirar o som muito alto de descargas. e) Aumenta a fluidez da água, ajudando em seu escoamento.