MEC

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MECÂNICA DOS FLUIDOS
Fluido substância que flui (gás ou líquido)
Gás é o fluido que pode ser facilmente comprimido
e um líquido é praticamente incompressível.

• HIDROSTÁTICA repouso ou equilíbrio (1ª e
  3ª leis de Newton)
• HIDRODINÂMICA movimento (complexo e será
  tratado superficialmente)

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MECÂNICA DOS FLUIDOS

• HIDROSTÁTICA

1 Densidade 2 Pressão em um fluido 3
Empuxo 4 Tensão superficial e capilaridade
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MECÂNICA DOS FLUIDOS

• HIDROSTÁTICA

1 Densidade
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MECÂNICA DOS FLUIDOS

• HIDROSTÁTICA

Material Densidade (kg/m3) Densidade (g/cm3) ou (kg/dm3)
Madeira 600 0,6
gelo 917 0,917
água 1000 1,000
alumínio 2702 2,702
ferro 7800 7,80
mercúrio 13600 13,6
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MECÂNICA DOS FLUIDOS

• HIDROSTÁTICA

2 Pressão em um fluido
A pressão é uma grandeza escalar
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MECÂNICA DOS FLUIDOS

• HIDROSTÁTICA

Só a componente da força exercida
perpendicularmente sobre uma superfície contribui
para a pressão.
Qual dos dois livros, do mesmo peso, exerce maior
pressão?
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MECÂNICA DOS FLUIDOS

• HIDROSTÁTICA

Unidades de pressão
Unidade Símbolo Valor
bar bar
atmosfera atm
milímetro de mercúrio mm Hg
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
As forças de pressão atuam em todas as direções.
Porque?
Porque a pressão resulta das colisões das
partículas do fluido com as superfícies com as
quais está em contacto.
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MECÂNICA DOS FLUIDOS

• Pressão, profundidade e Lei de Pascal

As forças de pressão exercidas por um fluido em
equilíbrio sobre as superfícies com as quais
contacta exercem-se perpendicularmente a essas
superfícies.
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
Lei fundamental da hidrostática
Imaginando um cubo de água dentro da água.
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
A
B
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
Gráfico da variação da pressão com a profundidade
h para dois líquidos A e B
Qual dos dois líquidos é mais denso?
Iíquido A
Iíquido B
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
Pressão e profundidade
A pressão aumenta linearmente com a profundidade
O que acontece ao alcance de cada jato de água ao
longo do tempo?
Porque é que os aros metálicos do depósito de
água estão mais próximos na parte de baixo do
depósito?
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
Mergulhando Pressurizando
Profundidade (pés) Pressão (atm) Pressão (psi)
0 1,0 14,7
33 2,0 29,4
66 3,0 44,1
99 4,0 58,8
132 5,0 73,5
Será que a pressão num fluido é diretamente
proporcional à profundidade?
Será que a diferença de pressão entre dois pontos
num fluido é diretamente proporcional à diferença
de profundidade entre esses pontos? Porquê?
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
Vasos Comunicantes
O fluido fica ao mesmo nível independentemente
das formas dos vasos. Porquê?
Porque a pressão só depende da profundidade.
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
h é inversamente proporcional à densidade do
fluido
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
Manómetros de tubo aberto
h
h
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
Calculo da pressão atmosférica normal em
unidades do S.I. a partir da experiência de
Torricelli.
Barómetro de Torricelli
Sabe-se que a altura da coluna de mercúrio
correspondente é de 76 cm.
A
B
C
Conclui-se portanto que
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
Barômetro de Torricelli
O mercúrio é 13,6 vezes mais denso do que a
água. Qual deveria ser a altura de uma coluna de
água suportada pela pressão atmosférica?
O mercúrio permaneceria no tubo de vidro se se
fizesse um furo na extremidade superior do tubo?
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
Lei de Pascal
Qualquer variação de pressão provocada num ponto
de um fluido em equilíbrio transmite-se a todos
os pontos do fluido e às paredes que o contêm.
O incremento de pressão em A é igual ao
incremento de pressão em B
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
Prensa hidráulica
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
Lei de Arquimedes
Qualquer corpo imerso num fluido sofre por parte
deste uma força vertical, dirigida de baixo para
cima, de intensidade igual ao peso do volume de
fluido deslocado pelo corpo.
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
Porque é que surge a impulsão?
Será que a impulsão varia com a profundidade?
A impulsão é o resultado da diferença de pressão
entre a parte de baixo e a parte de cima do
objecto.A diferença de pressão não depende da
profundidade logo a impulsão também não.
A pressão é maior na parte inferior do objecto
porque a profundidade é maior. O resultado de
todas as forças de pressão que o fluido exerce na
rocha é a IMPULSÃO.
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
Forças num corpo submerso
Porquê?
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
Porquê?
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
A impulsão varia com o volume imerso
Dois blocos do mesmo volume, um de alumínio e
outro de chumbo, estão submersos em água. Que
relação existe entre as impulsões exercidas sobre
cada um deles?
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
Os blocos da figura têm volumes iguais. Que
relação existe entre as impulsões exercidas sobre
cada um deles?
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
Experiências com água e sem água dentro de água
Calcule a força necessária para segurar um pacote
de litro, vazio, totalmente debaixo de água?
(Despreza o peso do material que constitui o
pacote e considera-o estanque de modo a que
permaneça vazio)
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
Calcule a força necessária para segurar um pacote
de litro, cheio de água, totalmente debaixo de
água? (Despreza o peso do material que constitui
o pacote)