Física
Aula 05
Prof. Oromar
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HIDROSTÁTICA
É a parte de física em que se aplicam as leis da
mecânica no estudo dos fluidos em equilíbrio.
MASSA ESPECÍFICA (densidade
absoluta)
µ =m
V
A unidade no SI é o kg/m3
1 g/cm3 = 1000 kg/m3
DENSIDADE RELATIVA
d = µB
µA
TEOREMA FUNDAMENTAL DA
HIDROSTÁTICA (Teorema de
Stevin)
“A diferença de pressão entre dois pontos
de um líquido em equilíbrio, é igual ao
produto da massa específica do líquido
pela aceleração da gravidade local e pelo
desnível entre os dois pontos.”
pB – pA = µgh
PRESSÃO
p=F
A
No SI, a unidade é o newton por metro
quadrado (N/m2), denominado de pascal (Pa).
PRESSÃO HIDROSTÁTICA
(pressão efetiva)
É a pressão exercida pela coluna de um
líquido em um ponto no interior deste
líquido a partir da superfície livre.
pefetiva = µgh
PRESSÃO ABSOLUTA
Pressão absoluta ou pressão total num
determinado ponto de um líquido é a
soma da pressão atmosférica atuante na
superfície livre do líquido com a pressão
efetiva no ponto considerado.
“Quando um ponto de um líquido em
equilíbrio sofre um acréscimo de pressão,
todos os outros pontos do líquido
também sofrem o mesmo acréscimo de
pressão.”
PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES
y
“Todo corpo imerso (total ou
parcialmente) num fluido recebe deste
uma força resultante chamada empuxo
(E). O empuxo é vertical, para cima e de
intensidade igual ao peso do fluido
deslocado.”
Empuxo independe da natureza ou da
densidade do corpo mergulhado no
fluido.
y
Empuxo independe do corpo ser maciço
ou oco.
y
Estando o corpo totalmente submerso
em um fluido, a intensidade do empuxo
independe da profundidade que o corpo
se encontra.
E = µ.V.g
1.
PRINCÍPIO DE PASCAL
Uma força de intensidade 2N é aplicada
perpendicularmente a uma superfície através
de um pino de 1mm2 de área. Determine a
pressão, em N/m2, que o pino exerce sobre a
superfície.
02. Um tijolo tem dimensões 5 x 10 x 20 cm e
massa 200g. Determine as pressões, expressas
em N/m2,que ele pode exercer quando apoiado
sobre uma superfície horizontal. Adote g = 10
m/s2.
03. Um objeto feito de ouro maciço tem 500g de
massa e 25 cm3 de volume. Determine a
densidade do objeto e a massa específica do
ouro em g/cm3 e kg/m3 .
04. Um cilindro tem 5 cm2 como área da base e
20 cm de altura, sendo sua massa igual a 540g.
Esse cilindro é oco, tendo a parte oca central a
forma de um paralelepípedo de volume 64 cm3.
Determine:
a) A densidade do cilindro;
b) A massa específica da substância de que é feito.
05. Misturam-se massas iguais de dois líquidos de
densidade d1 = 0,4 g/cm3 e d2 = 0,6 g/cm3.
Determine a densidade da mistura, suposta
homogênea.
06. Misturam-se volumes iguais de dois líquidos
de densidades d1=0,4 g/cm3 e d2=0,6 g/cm3.
Determine a densidade da mistura, suposta
homogênea.
07. Um reservatório contém água, cuja densidade
é 1 g/cm3, até uma altura de 10m. A pressão
atmosférica local é 105 N/m2 e a aceleração da
gravidade é g = N/m2. Determine a pressão no
fundo do reservatório expressa em N/m2.
08. Demonstre que líquidos imiscíveis colocados
num tubo em “U” se dispõem de modo que as
alturas, medidas a partir da superfície de
separação, sejam inversamente proporcionais às
respectivas densidades.
09. Água e óleo de densidade 1 g/cm3 e 0,8 g/cm3,
respectivamente, são colocados em um sistema
de vasos comunicantes. Sendo 26cm a altura da
coluna de óleo, determine a altura da coluna de
água medida acima do nível de separação entre
os líquidos.
10. O elevador hidráulico de um posto de
automóveis á acionado através de um cilíndro
de área 3. 10-5 m2. O automóvel a ser elevado
tem massa 3. 103 kg está sobre o êmbolo de
área 6. 10-6 m2. Sendo a aceleração da gravidade
g= 10, m/s2 determine:
a) A intensidade mínima da força que deve ser
aplicada no êmbolo menor para elevar o
automóvel.
b) O deslocamento que teoricamente deve ter o
êmbolo menor para elevar de 10cm o
automóvel.
11. Um balão de hidrogênio de peso igual a 400N
está preso a um fio, em equilíbrio estático
vertical. Seu volume é 50 m3.
a) Determine o empuxo exercido pelo ar sobre o
balão, considerando que a densidade do ar é
igual a 1,2 kg/m3. Adote g = 10m/s2.
b) Determine a tração do fio que sustém o balão.
12. Um sólido flutua em água com 1/8 de seu
volume imerso. O mesmo corpo flutua em óleo
com 1/6 de seu volume imerso. Determine a
relação entre a densidade do óleo e a
densidade da água.