11: Estática de fluidos
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A estática dos fluidos é o ramo da mecânica dos fluidos que estuda fluidos incompressíveis em repouso. Ele engloba o estudo das condições sob as quais os fluidos estão em repouso em equilíbrio estável, em oposição à dinâmica de fluidos, o estudo de fluidos em movimento.
- 11.0: Prelúdio à estática de fluidos
- O que exatamente é um fluido? Podemos entender os fluidos com as leis já apresentadas ou novas leis surgirão de seu estudo? As características físicas dos fluidos estáticos ou estacionários e algumas das leis que governam seu comportamento são os tópicos deste capítulo.
- 11.1: O que é um fluido?
- Um fluido é um estado da matéria que cede a forças laterais ou de cisalhamento. Líquidos e gases são ambos fluidos. A estática dos fluidos é a física dos fluidos estacionários.
- 11.2: Densidade
- A densidade, como você verá, é uma característica importante das substâncias. É crucial, por exemplo, para determinar se um objeto afunda ou flutua em um fluido. Densidade é a massa por unidade de volume de uma substância ou objeto.
- 11.3: Pressão
- Pressão é a força por unidade de área perpendicular sobre a qual a força é aplicada. Em forma de equação, pressão é definida como\(F=PA\). A unidade de pressão SI é pascal\(1\, Pa = 1 \space N/m^2\) e.
- 11.4: Variação da pressão com a profundidade em um fluido
- Pressão é o peso do fluido\(mg\) dividido pela área que o\(A\) sustenta (a área do fundo do recipiente): A\[P = \dfrac{mg}{A}. \nonumber\] pressão devido ao peso de um líquido é dada por\[P = h\rho g, \nonumber\] onde\(P\) está a pressão,\(h\) é a altura do líquido,\(\rho\) é a densidade do líquido, e\(g\) é a aceleração devida à gravidade.
- 11.5: Princípio de Pascal
- Pressão é força por unidade de área. Uma mudança na pressão aplicada a um fluido fechado é transmitida sem diminuir para todas as partes do fluido e para as paredes de seu recipiente. Um sistema hidráulico é um sistema de fluido fechado usado para exercer forças. Como os átomos em um fluido podem se mover livremente em um fluido fechado, eles transmitem a pressão para todas as partes do fluido e para as paredes do recipiente. Surpreendentemente, a pressão é transmitida sem diminuição. Esse fenômeno é chamado de princípio de Pascal.
- 11.6: Pressão manométrica, pressão absoluta e medição de pressão
- A pressão manométrica é a pressão relativa à pressão atmosférica. A pressão absoluta é a soma da pressão manométrica e da pressão atmosférica. O medidor aneroide mede a pressão usando um arranjo de fole e mola conectado ao ponteiro de uma balança calibrada. Os manômetros de tubo aberto têm tubos em forma de U e uma extremidade está sempre aberta. É usado para medir a pressão. Um barômetro de mercúrio é um dispositivo que mede a pressão atmosférica.
- 11.7: Princípio de Arquimedes
- A força de empuxo é a força ascendente líquida em qualquer objeto em qualquer fluido. Se a força de empuxo for maior que o peso do objeto, o objeto subirá à superfície e flutuará. Se a força de empuxo for menor que o peso do objeto, o objeto afundará. Se a força de empuxo for igual ao peso do objeto, o objeto permanecerá suspenso nessa profundidade. A força de empuxo está sempre presente se o objeto flutua, afunda ou está suspenso em um fluido. O princípio de Arquimedes afirma que a força de empuxo em um
- 11.8: Coesão e adesão em líquidos - tensão superficial e ação capilar
- Forças de atração entre moléculas do mesmo tipo são chamadas de forças coesivas. Forças de atração entre moléculas de diferentes tipos são chamadas de forças adesivas. As forças coesivas entre as moléculas fazem com que a superfície de um líquido se contraia até a menor área de superfície possível. Esse efeito geral é chamado de tensão superficial. A ação capilar é a tendência de um fluido ser levantado ou suprimido em um tubo estreito, ou tubo capilar, devido às forças relativas das forças coesivas e adesivas.
- 11.9: Pressões no corpo
- A medição da pressão arterial está entre os mais comuns de todos os exames médicos. As pressões em várias partes do corpo podem ser medidas e geralmente fornecem indicadores médicos valiosos. A forma do olho é mantida pela pressão do fluido, chamada pressão intraocular. Quando a circulação do fluido no olho é bloqueada, isso pode levar a um aumento na pressão, uma condição chamada glaucoma. Algumas das outras pressões no corpo são pressões da coluna vertebral e do crânio, pressão da bexiga, pressões no esqueleto
Miniatura: tensão superficial que impede que um clipe de papel submerja. (CC-SA-BY 3.0; Alvesgaspar via Wikipédia)