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Aula sobre fluidos
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Universidade Federal
do Esprito Santo
Aula: Fluidos
Disciplina: Fsica
Curso: Cincias Biolgicas
Prof. Carlos Augusto Cardoso Passos
Fluidos
Todos os dias, estamos em contato com fluidos em movimento. O ar que respiramos, a gua que chega em nossas casas por tubulaes, a gua que modifica e carrega os nutrientes do solo, as gotas de gua que molham as plantas nas lavouras, o vapor que chega ao sistema de aquecimento, o leo dos sistemas de lubrificao dos motores dos tratores e automveis, e o prprio sangue que corre nas nossas veias e artrias so todos exemplos de fluidos em movimento.
Fluidos
Macaco hidrulico.
Pista de decolagem de um
aeroporto.
Panela de presso.
Exemplos
Esquema de sistema de freio de
um veculo automotor.
rea de instabilidade atmosfrica.
Desodorante Spray.
Estados da Matria Slidos. Molculas ou cristais oscilam em torno de
posies fixas
Lquidos e Gases - Fluidos. Molculas trocam de posio. Tomam a forma do recipiente.
Lquidos possuem uma interao intermolecular forte (pontes de van der Waals) e por isso eles tomam a forma do recipiente, porm restringindo-se a um volume finito.
Gases possuem interao molecular fraca e por isso, alm de tomarem a forma do recipiente, o preenchem completamente.
Fluidos Densidade
= m / V Na prtica de engenharia, a densidade tambm conhecida como
massa especfica e como densidade absoluta.
Unidade: Kg/m3
Fluido Densidade em [kg/m3]
gua destilada a 20o C 1000
gua do mar a 15o C 1022 a 1030
AR presso atm. e a 0o C 1,29
AR presso atm. e a 16o C 1,22
Mercrio 13590 a 13650
Tetracloreto de Carbono 1590 a 1594
Petrleo 880
Sangue humano 1060
Fluidos Aplicar uma fora num determinado ponto do fluido no
provoca o seu movimento. Para deslocarmos o fluido devemos "diluir" a fora, aplicando-a sobre uma certa rea do fluido, distribuindo a sua ao. Essa distribuio da fora numa rea A o que denominamos presso. A presso definida como a razo entre o mdulo da fora perpendicular superfcie e a rea sobre a qual vamos aplic-la:
A presso atmosfrica na
superfcie da Terra, isto , ao
nvel do mar, conhecida
experimentalmente e seu valor
de 101,325 quilopascais.
patm = 101,325kPa Unidade: Pascal = N/m2
Princpio de Pascal
Uma variao de presso aplicada a um fluido incompressvel contido em um recipiente transmitido integralmente a todas as partes do fluido e s paredes do recipiente
Fluido em Repouso A presso varia como
resultado da fora peso
(por unidade de rea)
exercida pela parte do
fluido que est acima:
P2 = P1 + g(y1- y2)
Se y1 = 0, y2 = - h e P1 = Po
P = Po + gh
Diferenas de presso no
cotidiano
O sifo
O Spray
Manmetro de coluna lquida
Instrumento que mede a presso dos gases por meio da comparao entre as alturas das colunas do lquido (gua) contido no tubo com a forma de U.
Os pontos A e A esto mesma presso, ento, a presso do gs no recipiente igual presso atmosfrica local, mais uma quantidade
proporcional ao desnvel h entre as colunas nos dois ramos do manmetro.
O fluido que envolve a Terra
(sua atmosfera) no est com a
mesma temperatura e a mesma
presso em todos os pontos.
Existe sempre a tendncia de
formar regies de alta presso e
regies de baixa presso. As
diferenas de presso provocam
movimentos de massa
(movimentos do ar), acarretando
os ventos e as alteraes no
clima.
Princpio de Arquimedes
Todos j experimentaram a sensao de leveza
quando esto em uma psicina. Ou ainda, j
ouviram mdicos recomendar atividades fsica
dentro dgua para minimizar os impactos dos exerccios. Por qu?
A resposta est relacionada com flutuao de
qualquer corpo dentro de um fluido. H uma
fora direcionada para cima.
A fora resultante para cima E,
denominada fora de empuxo.
Quando um corpo est total ou parcialmente
submerso em um fluido uma fora de empuxo
E exercida pelo fluido age sobre o corpo. A
fora dirigida para cima e tem mdulo igual
ao peso do fluido deslocado pelo corpo.
Um bola em repouso em lquido.
fora de empuxo:
E = md g;
md massa do volume deslocado pelo corpo.
md = lV.
Assim,
E = lVg