fluidos

III.

Fluidos

1. Massa Específica
A massa específica ߩ de um material é definida como a massa do material por unidade de volume: ߩ=

∆݉
.
∆ܸ

Quando uma amostra do material é muito maior do que as dimensões atômicas.
Costumamos escrever a equação acima na forma
ߩ=

݉
.
ܸ

2. Pressão de um Fluido
Um fluido é uma substância que pode escoar; os fluidos se amoldam aos contornos do recipiente porque não resistem a tensões de cisalhamento. Podem, porém, exercer uma força perpendicular à superfície. Essa força é descrita em termos da pressão p:
‫=݌‬

∆‫ܨ‬
,
∆‫ܣ‬

onde ∆‫ ܨ‬é a força que age sobre um elemento da superfície de área ∆‫ .ܣ‬Se a força é uniforme em uma área plana, a equação acima pode ser escrita na forma
‫ܨ‬
‫. =݌‬
‫ܣ‬
A força associada à pressão de um fluido tem o mesmo módulo em todas as direções.
A pressão manométrica é a diferença entre a pressão real (ou pressão absoluta) e a pressão atmosférica. Exemplo 1: Uma sala de estar tem 4,2 ݉ de comprimento, 3,5 ݉ de largura e 2,4 ݉ de altura.
(a) Qual é o peso do ar contido na sala se a pressão do ar é 1 ܽ‫( ?݉ݐ‬b) Qual é o módulo da força que a atmosfera exerce, de cima para baixo, sobre a cabeça de uma pessoa, que tem área da ordem de 0,040 ݉ଶ?

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3. Variação da Pressão com a Altura e com a Profundidade
A pressão de um fluido em repouso varia com a posição vertical de ‫ .ݕ‬Tomando como positivo o sentido para cima,
‫݌‬ଶ = ‫݌‬ଵ + ߩ݃ሺ‫ݕ‬ଵ − ‫ݕ‬ଶ ሻ.
A pressão em um fluido é a mesma em todos os pontos situados à mesma altura. Se ℎ é a profundidade de uma amostra do fluido em relação a um nível de referência no qual a pressão é ‫݌‬଴ , a equação acima se torna
‫݌ = ݌‬଴ + ߩ݃ℎ, onde ‫ ݌‬é a pressão na amostra.
Exemplo 2: Um mergulhador novato, praticando em uma piscina, inspira ar suficiente do tanque para expandir totalmente os pulmões antes de abandonar o tanque a uma profundidade ‫ ܮ‬e nadar para a superfície. Ele ignora as instruções e não exala o ar