Mecânica dos Fluidos (c) Prof. Fabio Oliveira Colégio Energia - Barreiros February 18, 2014 (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Introdução: o caso do Titanic O tamanho do Titanic, em comparação à outros veı́culos. (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Introdução: o caso do Titanic A partida de Southampton, Inglaterra, com destino à cidade de Nova Iorque. Quarta feira, 10 de abril de 1912. (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Introdução: o caso do Titanic Rota e localização atuais. (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Introdução: o caso do Titanic Naufrágio: noite de 14 de abril de 1912. (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Introdução: o caso do Titanic Iceberg próximo ao local do naufrágio: 15 de abril de 1912 (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Introdução: o caso do Titanic Estado atual da proa (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Introdução: o caso do Titanic Estado atual da popa (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos O que é um fluido? 1 – Substância que pode escoar. 2 – Não pode suportar tensões de cisalhamento (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Hidrostática e Hidrodinâmica Hidrostática é o estudo de fluı́dos em repouso. Hidrodinâmica é o estudo de fluı́dos em movimento. (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Densidade e massa especı́fica A densidade é o quociente entre a massa e o volume de um corpo: d= m V d → kg /m3 A massa especı́fica é o quociente entre a massa e o volume de uma substância: µ= m V (c) Prof. Fabio Oliveira µ → kg /m3 Mecânica dos Fluidos Densidade e massa especı́fica A densidade é o quociente entre a massa e o volume de um corpo: A massa especı́fica é o quociente entre a massa e o volume de uma substância: (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Densidade e massa especı́fica Peso especı́fico: Definido com peso dividido pelo volume de uma substância: ρ= P V ρ= mg V ρ= m Vg ρ = µg (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Densidade e massa especı́fica Algumas densidades na natureza. d= m V (c) Prof. Fabio Oliveira d → kg /m3 Mecânica dos Fluidos Estudo de caso: O submarinos 941 Akula (Thyphoon) Submarino TK-208 Dmitry Donsky (Outubro Vermelho). (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Estudo de caso: O submarinos 941 Akula (Thyphoon) Submarino TK-208 Dmitry Donsky (Outubro Vermelho). (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Estudo de caso: O submarinos 941 Akula (Thyphoon) A densidade é o quociente entre a massa e o volume de um corpo: d= m V (c) Prof. Fabio Oliveira d → kg /m3 Mecânica dos Fluidos Estudo de caso: O submarinos 941 Akula (Thyphoon) A densidade é o quociente entre a massa e o volume de um corpo: d= m V (c) Prof. Fabio Oliveira d → kg /m3 Mecânica dos Fluidos Estudo de caso: Balão de gás A densidade é o quociente entre a massa e o volume de um corpo: d= m V (c) Prof. Fabio Oliveira d → kg /m3 Mecânica dos Fluidos Estudo de caso: Óleo bifásico A densidade é o quociente entre a massa e o volume de um corpo: d= m V (c) Prof. Fabio Oliveira d → kg /m3 Mecânica dos Fluidos 1a Lista de exercı́cios Páginas 04 à 05: 01; 03; 05; 07; 08; 13. (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Pressão A pressão é um escalar definido como sendo o quociente entre o módulo da força sobre uma área. p= F A p → N/m2 p → kg · ms −2 /m2 (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos p → kg · m−1 s −2 Estudo de caso: faca, lápis e sapatos para a neve p= F A p → N/m2 p → kg · ms −2 /m2 (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos p → kg · m−1 s −2 Estudo de caso: faca, lápis e sapatos para a neve p= F A p → N/m2 p → kg · ms −2 /m2 (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos p → kg · m−1 s −2 Estudo de caso: faca, lápis e sapatos para a neve p= F A p → N/m2 p → kg · ms −2 /m2 (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos p → kg · m−1 s −2 Estudo de caso: Veı́culos com lagartas p= F A p → N/m2 p → kg · ms −2 /m2 (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos p → kg · m−1 s −2 Estudo de caso: Veı́culos com lagartas p= F A p → N/m2 p → kg · ms −2 /m2 (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos p → kg · m−1 s −2 Estudo de caso: Veı́culos com lagartas p= F A p → N/m2 p → kg · ms −2 /m2 (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos p → kg · m−1 s −2 Estudo de caso: Veı́culos com lagartas p= F A p → N/m2 p → kg · ms −2 /m2 (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos p → kg · m−1 s −2 Estudo de caso: Veı́culos com lagartas p= F A p → N/m2 p → kg · ms −2 /m2 (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos p → kg · m−1 s −2 Estudo de caso: faquires p= F A p → N/m2 p → kg · ms −2 /m2 (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos p → kg · m−1 s −2 O experimento de Torricelli e a pressão atmosférica (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos O experimento de Torricelli e a pressão atmosférica 1atm = 76cmHg = 760mmHg = 105 N/m2 = 105 Pa (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Teorema de Stevin fB = fA + P p= mas se µ = m V F A F = pA pB A = pA A + mg , m = µV e V = Ah então: pB A = pA A + µAhg → pB = pA + µgh (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Teorema de Stevin Se o ponto A estiver na supefı́cie do lı́quido, a pressão pA corresponderá a pressão atmosférica. Assim, teremos então: pB = pA + µgh → pB = patm + µgh (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Teorema de Stevin para lı́quido de várias fases não miscı́veis (imiscı́veis) (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Teorema de Stevin para lı́quido de várias fases não miscı́veis (imiscı́veis) A pressão total no fundo do recipiente contendo vários lı́quidos imiscı́veis (neste exemplo, apenas dois) é dada como a soma das pressões devidas a cada fase: pB = p1 + p2 + ... + pn → pB = µ1 gh1 + µ2 gh2 + ... + µn ghn Neste caso, teremos: → pB = µ1 gh1 + µ2 gh2 (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos 2a Lista de exercı́cios Páginas 09 à 12: 14; 15; 17; 19; 21; 24. Página 15: 26; 27. (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Vasos comunicantes (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Vasos comunicantes Em um sistema de vasos comunicantes, à profundidades iguais, as pressões serão iguais. (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Vasos comunicantes Em um sistema de vasos comunicantes, à profundidades iguais, as pressões serão iguais. (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Estudo de caso: mangueiras de nı́vel na construção civil (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Estudo de caso: sifão (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Estudo de caso: vaso sanitário (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Estudo de caso: ralo (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Estudo de caso: ralo (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Princı́pio de Pascal (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Princı́pio de Pascal p= F A → pi = po → (c) Prof. Fabio Oliveira pi Ai = Mecânica dos Fluidos po Ao Estudo de caso: retroescavadeira (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Estudo de caso: elevador de posto de gasolina (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Estudo de caso: exterminador do futuro (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Estudo de caso: exterminador do futuro (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Estudo de caso: exterminador do futuro (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos 3a Lista de exercı́cios Páginas 15 à 17: 29; 30; 32; 36; 38. (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Princı́pio de Arquimedes ”Um corpo parcialmente ou totalmente imerso em um lı́quido, sofre uma força para cima, igual ao peso do volume de lı́quido deslocado pelo corpo” (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Princı́pio de Arquimedes E = Pliq → E = mliq g mas µ = mliq V e mliq = µV Conclusão E = µgV (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Princı́pio de Arquimedes: corpo parcialmente imerso µcorpo µliquido (c) Prof. Fabio Oliveira = Vsubmerso Vtotal Mecânica dos Fluidos Estudo de caso: petroleiro (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Estudo de caso: mármore por ouro na Florianópolis colonial (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Estudo de caso: treinamento de cosmonautas (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos 4a Lista de exercı́cios Páginas 20 à 24: 41; 44; 45; 46; 54; 56. (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos Conclusão: o que de fato aconteceu com o Titanic. (c) Prof. Fabio Oliveira Mecânica dos Fluidos
Download
