Hidrostática
A Hidrostática é a parte da Física que estuda os fluídos (tanto líquidos como os gasosos) em
repouso, ou seja, que não estejam em escoamento (movimento).
Além do estudo dos fluídos propriamente ditos, serão estudadas as forças que esses fluídos
exercem sobre corpos neles imersos, seja em imersão parcial, como no caso de objetos
flutuantes, como os totalmente submersos.
Princípio de Arquimedes
Deve-se também a Arquimedes a definição da força de Empuxo gerada por um corpo imerso
em um fluído. “A força de empuxo de um corpo imerso em um fluído é igual ao peso do fluído
deslocado”.
Ao entrarmos em uma piscina, nos sentimos mais leves do que quando estamos fora dela.
Isto acontece devido a uma força vertical para cima exercida pela água a qual chamamos
Empuxo, e a representamos por E.
O Empuxo representa a força resultante exercida pelo fluido sobre um corpo. Como tem
sentido oposto à força Peso, causa o efeito de leveza no caso da piscina.
A unidade de medida do Empuxo no SI é o Newton (N).
Assim:
onde:
=Empuxo (N)
=Densidade do fluido (kg/m³)
=Volume do fluido deslocado (m³)
g=aceleração da gravidade (m/s²)
Pressão
É a relação entre a força aplicada perpendicularmente sobre um corpo e a sua área sobre a
qual ela atua. Matematicamente, temos:
P= F/A
A unidade de pressão no SI é o newton por metro quadrado (N/m2), também chamado de
pascal (Pa), em homenagem a Blaise Pascal, físico francês que estudou o funcionamento da
prensa hidráulica.
Pressão hidrostática
Da mesma forma como os corpos sólidos, os fluidos também exercem pressão sobre outros,
devido ao seu peso.
Para obtermos esta pressão, consideremos um recipiente contendo um líquido de
densidade d que ocupa o recipiente até uma altura h, em um local do planeta onde a
aceleração da gravidade é g.
A Força exercida sobre a área de contato é o peso do líquido.
como:
a massa do líquido é:
mas
, logo:
Ou seja, a pressão hidrostática não depende do formato do recipiente, apenas da densidade do
fluido, da altura do ponto onde a pressão é exercida e da aceleração da gravidade.