FACULDADE DE TECNOLOGIA SHUNJI NISHIMURA
POMPÉIA
HIDRÁULICA AUTOMOTIVA
Aula 03
Princípios Básicos de Hidráulica
Prof. Me. Dario de Almeida Jané
HIDRÁULICA AUTOMOTIVA
Princípios Básicos de Hidráulica
- Grandezas e unidades
- Hidráulica
- Hidrostática
- Princípio de Arquimedes (Empuxo)
- Princípio de Pascal (vasos fechados)
- Princípio de Stevin (reservatórios abertos)
- Hidrodinâmica
- Lei das Vazões
- Conservação de Energia
- Material anexo
- Unidades e grandezas
- Manometria
- Tipos de pressão
- Medidores de pressão
HIDRÁULICA AUTOMOTIVA
Princípios Básicos de Hidráulica - Hidrostática
ARQUIMEDES
de Siracusa (Grécia)
Matemático
Físico
Astrônomo
Inventor
“Aquele que tentou e não
conseguiu é superior àquele
que nada tentou”
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Princípios Básicos de Hidráulica - Hidrostática
Princípio de Arquimedes (Empuxo)
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Princípios Básicos de Hidráulica - Hidrostática
Princípio de Arquimedes (Empuxo)
“Todo corpo sólido mergulhado em um fluído em equilíbrio recebe uma
força vertical e para cima de intensidade igual ao peso do fluído deslocado,
chamada de EMPUXO.”
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Princípio de Arquimedes (Empuxo)
Entendendo melhor o PESO DO FLUÍDO DESLOCADO ......
Volume deslocado !!!!!!
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Princípio de Arquimedes (Empuxo)
Entendendo melhor o PESO DO FLUÍDO DESLOCADO ......
𝐏𝐟 = 𝐦𝐟 . 𝐠
Sendo 𝑑𝑓 (densidade) ou 𝜌𝑓 (massa específica) do fluído:
𝐦𝐟
𝐝 𝐟 = 𝛒𝐟 =
𝐕𝐟
𝐦𝐟 = 𝛒𝐟 . 𝐕𝐟
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Princípio de Arquimedes (Empuxo)
Logo, o EMPUXO pode ser calculado como:
𝐄 = 𝐏𝐟
𝐄 = 𝐦𝐟 . 𝐠
𝐄 = 𝛒𝐟 . 𝐕𝐟 . 𝐠
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Princípio de Arquimedes (Empuxo)
Exercício 1: Um corpo de massa 20 kg e volume 0,002 m³ é totalmente
mergulhado em um líquido de densidade 800 kg/m³. Determine a
intensidade do empuxo sofrido pelo corpo. Considerar g = 9,81 m/s². O
corpo irá flutuar ou não?
Exercício 2: Um recipiente cúbico de massa 600 g e aresta 0,1 m flutua
verticalmente em um tanque com água (massa específica = 1000 kg/m³).
Qual é o número máximo de bolinhas de chumbo com massa igual a 45 g
cada uma, que podemos colocar no interior do recipiente sem que comece a
entrar água no seu interior (afundar totalmente)?
Obs: Considere que as bolinhas de chumbo são pequenas o suficiente, de
maneira que o espaço ocupado por elas dentro do recipiente não será uma
limitação do problema.
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Simon
STEVIN
de Burges (Bélgica)
Engenheiro
Físico
Matemático
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Princípio de Stevin (ilustração)
O que poderíamos dizer sobre a pressão atuando nos dois mergulhadores ?
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Princípio de Stevin (ilustração)
Sobre o mergulhador mais próximo da superfície (ponto 1), atua uma
pressão menor do que sobre o mergulhador que está mais ao fundo (ponto
2).
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Princípio de Stevin (pressão em um ponto submerso)
Esquecendo um pouco dos mergulhadores, e pensando sobre os pontos A e
B, no interior de uma massa líquida em repouso ....
A pressão no
ponto B, tem
uma relação
com a altura
hB
A pressão no
ponto A, tem
uma relação
com a altura
hA
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Princípios Básicos de Hidráulica - Hidrostática
Princípio de Stevin (pressão em um ponto submerso)
Podemos demonstrar que a pressão em um ponto no interior de um fluído
em repouso recebe a ação da coluna de fluído localizada acima deste da
seguinte maneira (PRESSÃO HIDROSTÁTICA ou MANOMÉTRICA):
𝑷𝑨 = 𝝆 . 𝒈 . 𝒉𝑨
𝑷𝑩 = 𝝆 . 𝒈 . 𝒉𝑩
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Princípios Básicos de Hidráulica - Hidrostática
Princípio de Stevin (pressão em um ponto submerso)
Podemos usar um artifício matemático para obter uma expressão que
relacione a pressão nestes dois pontos A e B, calculando assim, a diferença
entre as pressões nos pontos:
𝑷𝑨 = 𝑷𝑩 + 𝝆 . 𝒈 . ∆𝒉
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Princípio de Stevin (enunciado)
“A diferença de pressão entre dois pontos da massa de um líquido em
equilíbrio é igual à diferença de nível entre os pontos, multiplicada pelo
peso específico do líquido e a aceleração da gravidade”.
𝑷𝑨 = 𝑷𝑩 + 𝝆 . 𝒈 . ∆𝒉
𝑷 = 𝒑𝒓𝒆𝒔𝒔ã𝒐 𝒎𝒂𝒏𝒐𝒎é𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂 (𝑵 𝒎𝟐)
𝝆 = 𝒎𝒂𝒔𝒔𝒂 𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄í𝒇𝒊𝒄𝒂 𝒅𝒐 𝒇𝒍𝒖í𝒅𝒐 (𝒌𝒈 𝒎𝟑 )
𝒈 = 𝒂𝒄𝒆𝒍𝒆𝒓𝒂çã𝒐 𝒅𝒂 𝒈𝒓𝒂𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 (𝒎 𝒔𝟐 )
∆𝒉 = 𝒂𝒍𝒕𝒖𝒓𝒂 𝒎𝒂𝒏𝒐𝒎é𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂 𝒅𝒐 𝒇𝒍𝒖í𝒅𝒐 (𝒎)
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Princípio de Stevin (exercício)
Calcule a pressão agindo sobre o mergulhador que está mais no fundo,
sabendo que a diferença de profundidade entre eles é de 10 m, e que no
manômetro que está no pulso do primeiro mergulhador, a pressão
assinalada é de 2 atm.
𝟏 𝒂𝒕𝒎 = 𝟏𝟎𝟏. 𝟑𝟐𝟓 (𝑷𝒂)
𝝆á𝒈𝒖𝒂 𝒎𝒂𝒓 = 𝟏𝟎𝟒𝟎 (𝒌𝒈 𝒎𝟑 )
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Princípios Básicos de Hidráulica - Hidrostática
Princípio de Stevin (desafio)
Utilize o princípio de Stevin, para concluir sobre a relação entre a pressão
absoluta (Pabs) de um ponto submerso em uma massa líquida em repouso, e
as pressões atmosférica (Patm) e hidrostática/manométrica (Phid).