Introdução à Mecânica dos Fluidos: Estática dos Fluidos - CEUNES

Introdução à Mecânica dos Fluidos:
Estática dos Fluidos
Tensão de Cisalhamento: tipo de tensão gerado por forças aplicadas
Em sentidos opostos, mas emdireções semelhantes de um material.
F

Corpos Rígidos e Fluidos
Corpo Rígido: Não se deformam
quando sob eles age uma tensão
de cisalhamento (Sólidos)
• Têm volume definido
• Não são deformáveis
• Não escoam
• Para estudar sua dinâmica se usam
os conceitos de massa e força
Fluidos: Se deformam quando
sob eles age uma tensão de
Cisalhamento (Líquidos, gases
Plasmas)
• Não tem um volume
definido
• São deformáveis
• Escoam (Fluem)
• Não se usam os conceitos
de massa e força senão de
densidade e pressão

Infinitésimo Físico:
Infinitésimo Físico: Seu volume nunca é zero e satisfaz as seguintes condições:
> distâncias microscópicas
(interatómicas)
Exemplo: existem 3000 moléculas de nitrogênio num infinitésimo físico de forma
cúbica de 0,001 cm de lado

Densidade
Densidade
Massa
Grandeza escalar. Unidade no SI : Kg/m 3
Forças Volumétricas:
Forças que agem sob TODOS os infinitésimos componentes do fluido
Ex.
Força gravitacional
Força elétrica
Força centrípeta
Matematicamente:
Força
volumétrica
Densidade
volumétrica de
força
Infinitésimo
De volume

Forças Superficiais
contato entre infinitésimos de fluido
Ex.
Força normal
Força de atrito
Força de empuxo
Pressão
Força
superficial
Matematicamente:
Ifinitésimo de
área onde a
força age
Densidade
Superficial
de força
Módulo da densidade superficial de força
Grandeza escalar
Unidade:
Pascal (Pa) 1Pa = 1 Nm 2
Bar (bar) 1 bar = 10 5 Pa
Atmosfera (atm) 1 atm = 1,013 x 10 5 Pa
Mm de Mercúrio 1 mmHg = 1,316 x 10 -6 atm

Fluidos em Equilíbrio
Definição: Um fluido está em equilíbrio se cada infinitésimo do
fluido também está em equilíbrio.
• A pressão não depende da
direção.
• Se um fluido esta em equilibrío,
a pressão é a mesma em todas
as direções mas não é igual em
todos os pontos
.A

Fluidos em Equilíbrio em Presença
de uma força Volumétrica
• A densidade volumétrica é igual
a gradiente de pressão
• OBS: Superfície isobárica é
uma superfície sobre a qual a
pressão é constante.

Aplicações:
1. Força Volumétrica = peso
Fluido Imcompressível
A pressão cresce com a
profundidade
A pressão diminui com a
altitude

Lei de Stevin:
A pressão no interior de um fluido aumenta linearmente com a
profundidade.
Pressão atmosférica
(1548-1620)
Paradoxo hidorstático:

2. Liquido em rotação constante fora
de um campo gravitacional
+
3. Liquido em rotação constante dentro de
um campo gravitacional

Pressão no centro =
Pressão atmosférica
Paraboloide de
revolução
Superfície isobárica

4. Princípio de Pascal
Se produzirmos uma variação de pressão em um ponto de
um fluido em equilibrio, essa variação transmite-se a todo
o fluido.
Pressão
externa
(1623-1662)

5. Prensa hidráulica

5. Vasos comunicantes
• Liquidos diferentes • Liquidos Iguais
Lei dos vasos comunicantes: Ao colocar um fluido
em um recipiente formado por diversos ramos
todas as colunas sobem a mesma altura.

Pressão manométrica, pressão
absoluta e manómetros
Barómetro de Hg (usada para
medir a pressão atmosférica)
Manômetro de tubo aberto (usada
para medir outro tipo
de pressões)
Pressão
absoluta
Medido pelo manômetro

Principio de Arquimedes
Quando um corpo está total ou parcialmente
submerso em um fluido, uma força de
empuxo exercida pelo fluido age sobre o
corpo. A foça é dirigida para acima e tem
um módulo igual ao fluido deslocado pelo
corpo
Empuxo: força gerada pela
diferencia de pressões.
(287 aC - 212 aC)

Peso aparente de um fluido
Densidade maior
que o fluido
Densidade menor
que o fluido

Variação da pressão atmosférica com a
pressão
Lei de Halley