Aula mecanica dos fluidos

MECÂNICA DOS FLUIDOS
(ECT 1403)
Aula 4

Forças Hidrostáticas sobre
Superfícies submersas
• A resultante da força atuando sobre uma superfície submersa depende da magnitude (módulo) da força, sentido e linha de ação da força.

FR =

∫ PdA =
A

PC A

• Onde Pc é a pressão absoluta do líquido na posição do centróide de área A.

Forças Hidrostáticas sobre
Superfícies submersas

Forças Hidrostáticas sobre
Superfícies submersas
• Para determinar completamente a resultante da força atuando sobre um superfície submersa, devemos especificar:
1. A magnitude ou módulo da Força;
2. O sentido da Força;
3. A linha de ação da força.

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EMPUXO

• Um objeto imerso em um fluido ou flutuando em sua superfície sofre uma força líquida vertical devido à pressão do líquido (EMPUXO).

P = P0 + ρ gh

• A força líquida vertical é:

dFZ = ( P0 + ρ gh2 ) dA − ( P0 + ρ gh1 ) dA dFZ = ρ g ( h2 − h1 ) dA = ρ gdV

EMPUXO

• Para um corpo submerso, a força de empuxo do fluido é igual ao peso do fluido deslocado.

FEmpuxo = ρ gV
• Embarcações, flutuadores, balões meteorológicos, batiscafos e demais equipamentos submersíveis ou flutuantes, como dirigíveis ou balões.
• Nos casos de imersão parcial, um corpo flutuante desloca um volume de fluido com peso igual ao peso do corpo.

ESTABILIDADE

• A linha de ação da força de empuxo determina a estabilidade de um corpo em um fluido.

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Exercícios
1 – Uma mina submarina de formato esférico (com diâmetro de 2 metros) encontra-se a uma profundidade de 6 metros. Sabendo que a mesma possui densidade relativa de 0,85 determine o peso mínimo da corrente ou âncora usada para manter a mina nesta profundidade. Considere que a água do mar tem densidade igual a água pura a 15 oC.
2 – A barragem mostrada na figura