60 CAPÍTULO 11,St'II\UI clt·p1 ('''"ºI'•..• ./ \I••IIIII/( fl)I ....V,íc110 -.6./•"'. ' . 6.A........-,-__.. '..... . . .(b).t..·..:·.Figura 14- 1 (a) Um recipiente cheiode fluido com um pequeno sensor depressão, mostrado em (b). A pressão émedida pela posição relativa do êmbolomóvel.. .Mas!;a Específica'fi d tl ui<lo em um ponto <lo e ;p~co. i-.nl-,,...,Para delem,inar a massa espec1 1ca P e um dº • ~u1n pequeno elemento de volume ó Vem tomo do ponto e -~ie 1 ~; da m:h~ ér1fluido contido nesse elemento de volume. A m assa espeo ica e ~ pur~11p= il \/· 'fi onto qualquer de um fluido é o r; _ _ Teoricamente a massa espec1 1ca em um P ~- ' d l ,\Vem tomo do ponto tende .idessa razao quando o elemento e vo umeze= \-u~"- l•Jprática, supomos que o volume de fl u1 ·d o usa d o p"rri calcular a m:i.ssa espec:-:c:LUU. .. ~ _ li11::.1.embora pequeno, é muito maior que um átomo e. portanto. __ cootmuo (com :1 ~esmamassa específica em todos os pontos) e não ·'granulado por caus~ d:.1 prcsec:c:ide átomos. Além disso, em muitos casos, supomos que a massa especili~ do ficicoé a mesma em todos os elementos de volume do corpo considerado. Ess;is dUJs hipótesespermitem escrever a massa específica na forma,np= (massa específica uniforme).Vonde ,n e V são a massa e o volume do corpo.A massa específica é uma grandeza escalar: a unidade no SI é o quilog:ram:1 pormetro cúbico. A Tabela 14-1 mostra a massa específica de algumas subst.1.nciJS e J.:massa específica média de alguns objetos. Observe que a massa especifica. de mgás ( veja Ar na tabela) varia consideravelmente com a pressão. mas a massa. ~-pe.:fficade um líquido ( veja Água) praticamente não varia: isso mostra que os gases sfuco,npressíveis, mas o mesmo não acontece com os líquidos.Pressão•Considere um pequeno sensor de pressão suspenso em um recipiente cheio de fluido.como na Fig. 14-la. O sensor (Fig. 14-lb) é formado por um êmbolo de :íre-.il 4.qt:epode deslizar no interior de um cilindro fechado que repousa sobre uma mol:i.. Cmmostra~or r~gis_tra o deslo_camento sofrido pela mola (calibrada) ao sercornp:rimhlilpelo fluido, 1nd1cando assim o módulo ÀF da força normal que a~e sobre o &nboki.Definimos a pressão do fluido sobre o êmbolo como ~Mp= M. (l+-3)Teoricamente, a pressão em qualquer ponto do fluido é O limite dessa razão qu;.indoa área M de um êmbolo com o centro_nesse ponto tende- a zero. Entret:J.UtO. seJ.Algumas Massas Específicas------. · . ·- Tabela 1'4 ;:.1. · . · . . · · , . · .. · . · ··- ·- - . . . . . ' . . . . .-_, :" .,· : .. · ·_ . .Substância ou Obieto Massa Específica (kg/m 3 ) Substância ou Ob'et - - , "'J ' ~ o ~lassa Espê'l.·tti'-·a lk& ~ t=E-sp_a_ç_o~i-n-te-r-es-t-el~a-r----- --------:-l:0~- 2~º-----~F~e-rr_o ___ _ ___:._____.:.:..:.:::::~~'.::.--7.9 '- 10·;Melhor vácuo em laboratório 1 O 17 Mercúrio (o metal ' , não O p l aneta ) 1.3.6 l o-· ·Ar: 20°C e l atm de pressão 1,21 Terra: média5 _ 5....._ li};20°C e 50 atm 60,5 núcleo 9.5 LL,.:Isopor 1 x 10 2 crosta .2.$ , lO·~Gelo 0,917 x 10' Sol: média l.~, ll._~Água: 20ºC e 1 atm 0,998 X 10~ núcleo 1.o :,,,, tl}'1,000 X 10 1 Anã branca (nucleo) 1 0 120 ºC e50 atm1Água do ,nar: 20°C e I atm 1,02.i X 10 3 Núcleo de urânio , :-..: tü L~Sa_n_g_u_e _____________ 1_.0_6_o_x_1_0_ 1 ____ ~I _!strela de nêutron!> (nucleo)------~tOl'-
FLUIDO 61/\ht"''''' . t•,,, fie,t \•,,1,l, ,h, S,11l 'i'llllllllll 1,•1 1,1~"'"" I"' ~,.\,, l·,111111,11,, t'tll l,tl1,,1,1t,u 1,1l 11!'1\,I 1\l ,• lllll' ll lll:li'-1 llllll\11\ll,ts.111,1 ,11,, ,.,,, \li\\,\ 111,tl\ t il' lli111,·a,,,l'''ªll ( l \1)2 \ ()1111 1() 11111' ·" 1()1, 1 1 ()Hl ll"l'ncu tlc autc1 111úvclª1.\t111t1,lcra ac1 11í, t·I cJo rnart>rc,,aL) t1rtcrial ,1,tt1]1ca nt1r1nal 1t\1cll1L,r v,1ct10 en1 l~1l-1orattSrio2 X 1 (Jl.f) ;,c 1l~:> X I111\\1\''' L' ,,1,il\,11\\L' t'1\\ t11,,:, :--ll})Crficic })li.\11,\ <lc úrct1 A. podc111os escrever a Eq. 14-31\11 lll1 tll;\/>I;,1\( 11 ~,:-.i\,1 d~ un,a l\1rça uni fon11c cn, un1a superfície plana). (14-4)l)lttlt' I t' l) t\lt'ltlt,\l) li~, l'l)rç:, t\t)r111,1l t\ qt1c está stijeita a superfície de área A. (Qua11-llll lli1t'1l\l'I:-- llllL' ,1111:, fl)l'~'t\ ~ t111ifor111c e111 t1111,1 st1perfície, isso significa que a forçae~tn ,111il'l)1111c111c11tc tlistril)tlítl,1 J)Or toclos os pontos da st1perfície.)L)l1st'r\ 1 ilt\\t)S cx11L'ri111c11lt\l111c11lc qt1e c111 t1111 dado ponto de t1n1 fluido em repouso,n ,,1\.'~SÜt) /> tlctitlillt\ })Cln Et1. 14-4 tc111 o n1es1110 ,,alar qualqt1er que seja a orientaçãoLll, ê111l,l)lo. A })ressão é t1111t1 grt111(lcza escalar~ suas propriedades não dependem dal'lric11l,\Çtt(l. E ,1cr<ltlllC qt1c :1 força que age sobre o êtnbolo do nosso sensor de presSÍ\l) e t1111n gr,111Llc1.,1 ,,ctorinl, 111i:\S a Eq. 14-4 envolve apenas o ,nódulo da força, quet' 11111,1 gr,,11Llez,1 escn lnr.1\ 1111iLl,1tle llc })ressão no SI é o ne,vton por metro quadrado, que recebe um nomecs1,t't'i1,l, l) 1>nscnl (P,1). E111 111t1itos países, os medidores de pressão de pneus estãot'ttlil)rl\ll{1s c111 Llltilo1),1sc,1ls. A rel,1ção e11tre o pascal e outras unidades de pressão111,,itl, t1st\tl1,s 11,1 Jlrtitic,1 (111as qttc não pertencem ao SI) é a seguinte:l 11t111 = l,Ol X 10 5 Pa = 760 torr = 14,7 lb/in 2 •A ,1t111,>.~/t•1y1 (,\t111) é. con10 o nome indica, a pressão média aproxi1nada da atll\l)Sl'cr,\itt) 11í,,cl elo 111ar. O to1·1· (nome dado em homenagem a Evangelista Torricclli,l\ttc i11,,c11tot1 o barô111etro de 111ercúrio e1n 1674) já foi chamado de 111ilí111etro,/1• 111,·1\ ·tí1·ic> (111111Hg). A tlbreviação de libra por polegada quadrada é psi (do inglês/>l)t111ll J)Cl' .,·qt1:1rc i11cl,). A Tabela 14-2 111ostra algumas pressões em pascals.l l111,, s:11,, tlc cst,,r te111 4.2 n1 de compri1nento, 3,5 m dePressão atmosférica e forçanig = (pV)glt1rgt1rt\ t: 2,4 111 tlc ,1ltt11·n.= (1,21 kg/m 3 )(3,5 m X 4,2 m X 2,4 m)(9,8 m/s 2 )= 418 N = 420 N. (Resposta)ti,) Qt1t\l L' l) 11eSL) <.lo t\r co 1tido na sala se a pressão do arL' l ,l) t\(t\1'?Este valor corresponde ao peso de aproximadamente 11 Olatas de refrigerante.t l) l) l)~Sl) lil) i,r é 111g. 0 1<.le 111 é,\ 111t1ss41 do ar. (2) A 1nassa111 c-st,\ rL'lt1ciot\t\Llti à 111,1ss,1 especíi'ica p e ao volt11ne V doar t\lrt\\'~s li~, Ell, l~-2 {p = 111/V).C;i/ci,to C't)111l)it1,1t,tl<.) tlS tit1t1s itieii.1s e ttSt\11do a massa esl't't'tfit'tt tit) ,\r 1),\1',l 1.0 t1t 11 qt1e ,,parece n,t Tabela 14-1,lt't\\l)S:(b) Qual é o módulo da força que a atmosfera exerce, deci1na para baixo, sobre a cabeça de uma pessoa, que temu1na área da ordem de 0,040 m 2 ?Quando a pressão /J que t1m fluido exerce sobre uma superfíciede á1·ea A é u11if arme, a força que o fluido exerce
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