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FÍSICA SEGUNDO ANO

• Prof. Giovani
• tao-luz_at_hotmail.com

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HIDROSTÁTICA
Pressão é a relação entre a força e a área de
contato onde a força é exercida.
Pressão hidrostática é pressão causada por
fluidos
Na figura ao lado o líquido causa pressão sobre o
fundo do recipiente. Quanto mais cheio o copo
maior a pressão.
p µ.g.h
Unidades de pressão Pa(N/m²), lb/pol², Kgf/cm²,
atm etc.
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Pressão atmosférica
É a pressão exercida pelos gases atmosféricos
Pressão atmosférica ao nível do mar
1atm 105N/m2 105Pa 760mmHg 76cmHg 10mca
Pressão atmosférica acima do nível do mar
Ceturis paribus temperatura, velocidade do ar e
umidade, a pressão em altitudes é menor que 1atm
Pressão efetiva ou hidrostática
Pressão em fluidos
Pressão total ou absoluta
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HIDROSTÁTICA
Densidade absoluta ou massa específica é a
relação entre a massa e o volume do corpo.
Unidades Kg/m³ e g/cm³ 1000 Kg/m³ 1g/cm³
Densidade relativa é a relação entre as
densidades de dois corpos ou substâncias A e B.
É adimensional (não tem unidades)
Peso específico é a relação entre o peso e o
volume de dois corpos ou substâncias.
?
g. µ
Unidades N/m³ e dyn/cm³
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Exemplo
(UFSM) Observe a seguinte figura
B
l 30 m
30 A O tubo da figura
tem sua extremidade A fechada e sua extremidade
B aberta. Esse tubo está totalmente preenchido
com água. A pressão absoluta exercida na base
A, é da ordem de
Solução A pressão atmosférica é 1atm ou
100.000Pa pA patm µ.g.h Mas observe h
30.sen30º 15m pA 100.000 1000.10.15 pA
250.000Pa pA 2,5atm

1. 1,5 atm
2. 2,0 atm
3. 2,5 atm
4. 3,0 atm
5. 4,0 atm

X
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Princípio de Pascal
A variação de pressão provocada em um ponto de
um fluído em equilíbrio se transmite
integralmente a todos os pontos do fluído e das
paredes do recipiente que o contém.
Aplicação Prensa hidráulica Ex. Sistema de
freio Macaco hidráulico
Hidráulico de trator Elevador hidráulico
A força é ampliada mas a energia é conservada.
Logo, o êmbolo de maior área tem maior força e
menor deslocamento.
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Exemplo
(PEIES 99) Observe o esquema de uma prensa
hidráulica usada nos postos de serviço
automotivo, a qual tem funcionamento baseado no
princípio de __________, que garante que qualquer
pressão exercida no pistão ? aparece _________ no
pistão ?. Assinale a alternativa que completa,
corretamente, as lacunas.

1. Pascal menor
2. Arquimedes igual
3. Pascal maior
4. Pascal igual
5. Arquimedes maior

Solução As prensas hidráulicas são aplicações
do Principio de Pascal, que garante que a pressão
é a mesma em qualquer ponto do fluido,
X
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TEOREMA DE STEVIN
A diferença de pressão entre dois pontos no
interior de um líquido depende do líquido, da
gravidade e da diferença de profundidade dos
pontos considerados.
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TEOREMA DE STEVIN Aplicações
Vasos Comunicantes
Paradoxo Hidrostático embora as áreas sejam
diferentes, a pressão do fluidos não depende da
área do recipiente que lhe contém, mas sim da
profundidade
Tubo em U
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Exemplo
(UFSM-93) No tubo representado na figura, há dois
líquidos imiscíveis. Sabendo-se que o líquido
menos denso é a água cuja densidade vale
1,0g/cm³, a densidade do outro líquido, em
gramas por centímetro cúbico, é
Solução µ1.h1 µ2.h2 1.10 µ.4 µ 2,5g/cm³

1. 0,4
2. 1,5
3. 2,0
4. 2,5
5. 3,0

X
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Empuxo - Arquimedes
Teorema do Empuxo
Todo corpo mergulhado num fluido em equilíbrio
recebe deste uma força vertical, de baixo para
cima, numericamente igual ao peso do volume de
fluido deslocado.
Peso aparente
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RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS
Corpo livre, parado (flutuando ou submerso) ou
em MRU no fluido. Neste caso a densidade do corpo
é igual a do fluido.
Corpo descendo em MRUV. Neste caso a
densidade do corpo é maior que a do líquido.
Corpo subindo em MRUV. Neste caso a densidade do
corpo é menor que a do líquido.
Corpo tocando o fundo do recipiente. Neste caso
o peso aparente é igual, em módulo, a normal.
Corpo pendurado em um fio com dinamômetro. Neste
caso a indicação do dinamômetro (tração) é igual
ao peso aparente.
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Exemplo
(UFSM-92) Sabendo-se que a densidade da água é 1
g/cm³ e a do gelo é 0,9 g/cm³, qual a fração de
volume de um cubo de gelo que pode ser avistado
fora do nível da água?

1. 1/10
2. 2/10
3. 4/10
4. 6/10
5. 8/10

X
Solução Como o gelo está em equilíbrio
P E m.g µL.g.VLD µC.g.VC µL.g.VLD
0,9.VC 1.VLD VLD/VC 0,9 (9/10 ou
90) Portanto a fração emersa é 1/10 ou 10
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HIDRODINÂMICA
Estudo do movimento de fluidos
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TENSÃO SUPERFICIAL
A superfície de alguns líquidos comporta-se como
uma membrana esticada. Surge uma força devido a
diferença de moléculas dos líquidos e gases
encontrados na superfície. Esta tensão dita
superficial é capaz de suportar objetos mais
densos que o líquido como o inseto da figura.
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VISCOSIDADE
Viscosidade é o atrito interno no escoamento de
um fluído. Indica a dificuldade de escoamento do
líquido. Ex o mel é mais viscoso que a água. É
interessante destacar que o vidro pode ser
considerado um líquido muito viscoso.
CAPILARIDADE
Capilaridade é o movimento de um líquido em vasos
capilares ou poros. Assim a umidade que sobe na
parede, alguns casos de seiva nas plantas e a
umidade que sobe em um papel filtro, são casos de
capilaridade.
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REGIMES DE ESCOAMENTO
ESCOAMENTO LAMINAR OU CONTÍNUO É o escoamento do
fluido quando a velocidade das partículas, em
dado ponto é constante. Ou seja, todas as n
partículas do líquido passam pelo ponto P
apresentam mesma velocidade vetorial. ESCOAMENTO
TURBULENTO OU VARIADO É o escoamento em que
a velocidade das partículas, em dado ponto, é
variada no tempo.
Escoamento turbulento
Escoamento laminar
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Exemplo
(PEIES 99) Analise as seguintes afirmações I-
Alguns insetos conseguem pousar na superfície da
água, sendo suportados pela tensão
superficial. II- A viscosidade de um fluido é a
resistência que as camadas do fluido oferecem a
seu deslocamento relativo. III- No regime de
escoamento laminar, as camadas do fluido
deslocam-se paralelamente umas às
outras. Está(ão) correta(s)

1. apenas I
2. apenas II
3. apenas III
4. apenas I e II
5. I, II e III

Solução I ? ? II ? ? III ? ?
X
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VAZÃO OU DESCARGA
Vazão é a razão entre certa quantidade de fluido
que escoa e o intervalo de tempo para escoar.
Pode ser definido como o volume ?V de certo
fluido que passa por uma secção S de um condutor
em determinado intervalo de tempo ?t .
Equivalências 1m³ 1000? 1.000.000 cm ³ 1?
1000 cm³ 1m² 10.000 cm²
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Equação da continuidade
Em tubulações em que existe um estrangulamento, a
vazão é a mesma em qualquer secção. Assim na
secção de área menor, a velocidade é maior, e
onde a área é maior, a velocidade é menor.
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Exemplos

• (PEIES 97) Em um cano de 5 cm² de seção reta
  ligado a um tanque, escoa água em regime
  permanente. Se, em 15s, o cano despeja 0,75l de
  água no recipiente, então a velocidade da água no
  cano é, em centímetros por segundo

SoluçãoExiste uma incompatibilidade de
unidades 0,75l 750cm³.Q V/t v.A750/15
v.5v 10m/s

1. 10-2
2. 10-1
3. 100
4. 101
5. 102

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Teorema de Bernoulli
Formas de apresentar a Equação de Bernoulli
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Aplicação do Teorema de Bernoulli
A A v v p
p
Na secção em que a área é menor, a velocidade é
maior e a pressão é menor.
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Aplicação do Teorema de Bernoulli
A asa de um avião é construída de forma que a
velocidade do ar em cima seja maior que embaixo.
Com efeito, a pressão embaixo é maior que em
cima, gerando uma força maior embaixo, de tal
forma que a asa e, portanto todo o avião seja
forçado a subir.
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Exemplo
(PEIES 98) Num tubo horizontal, escoa um fluido
que obedece à equação da continuidade (AV
constante) e à equação de Bernoulli ( P ½ µV2
constante), onde A é a área da seção reta do
tubo, V, a velocidade de escoamento do fluido, P,
a pressão hidrostática e µ, a massa específica do
fluido. Em uma região de estrangulamento, onde a
área da seção reta do tubo se reduz à metade, a
velocidade do fluido _________ e a sua pressão
_____________. Selecione a alternativa que
completa, corretamente, as lacunas.
SoluçãoNa secção em que a área é menor, a
velocidade é maior e a pressão é menor.

1. aumenta permanece constante
2. aumenta diminui
3. diminui aumenta
4. permanece constante diminui
5. diminui permanece constante

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