Estática dos fluidos

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CAPÍTULO 03 – ESTÁTICA DOS FLUIDOS
Um fluido é definido como sendo uma substância que escoará ou deformará continuamente sempre que uma tensão de cisalhamento agir sobre ela, por menor que seja esta tensão. Logo, pode-se afirmar que a tensão de cisalhamento em um fluido em repouso deve ser zero. Apenas a tensão normal está presente em um fluido estático ou em um movimento de corpo rígido.
Em um fluido estático, a pressão gerada é um fenômeno importante em muitas situações práticas. Usando os princípios da hidrostática, podem-se determinar forças sobre objetos submersos, desenvolver instrumentos de medições de pressões, e deduzir propriedades da atmosfera e dos oceanos. Os princípios da hidrostática também podem ser usados para determinar as forças desenvolvidas por sistemas hidráulicos em aplicações como prensas industriais ou freios de automóveis.
Em um fluido homogêneo e estático, ou em um fluido submetido a um movimento de corpo rígido, uma partícula fluida retém sua identidade por todo o tempo e os elementos fluidos não deformam. Logo, pode-se aplicar a segunda lei do movimento de Newton para avaliar as forças agindo sobre uma partícula fluida.
O principal objetivo deste capítulo é obter uma equação para o cálculo de pressão em um fluidos em repouso. Desta forma é possível estudar a pressão; ou seja, como ela varia no meio fluido e do seu efeito sobre superfícies imersas. A ausência das tensões de cisalhamento simplifica muito a modelagem dos problemas e permite que se obtenham soluções relativamente simples para muitas situações em engenharia.
3.1. Pressão em um ponto
O termo pressão é utilizado para indicar a força normal por unidade de área que atua sobre um ponto do fluido em um dado plano. Deve-se, no entanto, analisar como a pressão varia com a orientação do plano que passa pelo ponto.
Para isso, considere o diagrama de corpo livre mostrado na Figura 3.1. Esta figura foi construída removendo-se, arbitrariamente, um pequeno