Hidrostática

( Equilíbrio Estático dos Líquidos )

Hidrostática é a parte da física que estuda os líquidos em equilíbrio.

Um líquido encontra-se em equilíbrio quando sua aceleração é nula; portanto , um líquido está em equilíbrio quando estiver em repouso ou em movimento retilíneo uniforme.

Pressão

Densidade Absoluta

                Densidade absoluta ou massa específica e a razão entre a massa e o volume de um corpo. Quando falamos de densidade absoluta estamos relacionando uma porção compacta de uma substância e o volume que ocupa.                           d = m

                                            v

Onde    d = densidade

            m = massa

             v = volume

Unidade:

                            kg          sistema internacional  (SI)

d  =   m                    m³  

           v                      g             sistema CGS

                           cm³ 

        

Densidade Relativa

                É a razão enter a densidade absoluta de duas substâncias; a densidade relativa faz uma comparação das densidades de duas substâncias.

                                                                                                               d1,2 = d1

                                                                                                                                                        d2

Notar que a densidade relativa é um número puro , então não depende do sistema de unidade adotado.

Pressão

            Pressão é a razão entre a intensidade da componente normal da força , isto é , intensidade da projeção que fica perpendicular à superfície , e a área desta.

P =  Fn

       S

Onde,

  Fn           = Intensidade da componente normal

  S         = Área

Unidade:

                      P = F

                                  S

No sistema internacional    N  = Pa (pascal)

                                           M²

No sistema CGS    dyn  = ba (bária)

                               cm²

Podemos ter pressão em  atmosfera , a qual é definida como sendo:

            Uma atmosfera é a pressão exercida pelo ar ao nível do mar , a 45º de latitude e

a 0 ºC.

Relações  

                          5                                  6

1atm = 1,013.10  Pa = 1,013.10   bá

ou aproximadamente

                5                    6

1atm = 10  Pa = 10   bá

Pressão exercida por uma coluna líquida

                                                      Pcol = dgf

                                Onde d = densidade

        s           h                     g = aceleração da gravidade

                                        h = altura da coluna

Notar que a pressão exercida pela coluna só depende da densidade do líquido , da aceleração da gravidade e da altura da coluna. Não depende da forma do recipiente.

Nos dois recipientes temos o mesmo líquido na mesma altura, portanto temos a mesma pressão.

                                                      h

¨      Coluna de Mercúrio

A pressão de uma atmosfera é a pressão exercida por uma coluna de 760mm de

 mercúrio , a 0 ºC. E sob condição normal da gravidade (g= 9,80665m/s²)

1 atm = 760mm de Hg

Teorema de Stevin

         Relaciona pressões de dois pontos de uma mesma massa líquida de densidade d ,

que está em repouso sob a ação da gravidade.

                                                                           

                                                                         

a

                    h

b

Pb = Pa + dgh

            Portanto , pontos de mesma altura da mesma massa líquida têm mesma pressão.

           

Notar que a pressão em um ponto de profundidade h é:

P = Po + dgh

Onde, Po  é a pressão da  atmosfera .

                                                                                Po

                                                   H

        P

Princípio de Arquimedes

            Todo corpo totalmente imerso em um fluído em equilíbrio , sob a ação da gravidade, recebe a ação de uma força para cima denominada empuxo de intensidade (E) igual a do peso do fluído deslocado.

E = Pfluído              E = dfluído .g.Vd

                Onde: E = empuxo

                      Pfluído = Peso do fluído deslocado

                      g = aceleração da gravidade

                      Vd = Volume da porção de fluído deslocado

                      Dfluído = densidade do fluído

           

            Portanto é possível ocorrer três casos:

¨      A densidade do corpo é maior que a densidade do fluído então o corpo afunda

                  Dcorpo > dfluído         corpo afunda

¨     A densidade do corpo é igual a densidade do fluído, então o corpo fica em equilíbrio e totalmente imerso.

                           Dcorpo = dfluído         corpo em equilíbrio

¨      A densidade do corpo é menor que a densidade do fluído , então o corpo flutua.

                 Dcorpo < dfluído         corpo flutua

                         vd

FONTE: EDMS – Trabalhos Escolares, Educação & Diversão (ANO 2000 - 2003)