A Hidrostática estuda o fluido em equilíbrio, significa que todas as quantidades deste Fluido estão em equilíbrio. Todo corpo total ou parcialmente dentro de um fluido(líquido e gás) sofre uma força de baixo para cima denominado de empuxo. As leis de Newton são apicadas agora para a mecânica dos fluidos. A pressão é uma grandeza escalar e definida como sendo a força por unidade de área, ou seja,
P=F/A.
A força F é exercida pelo fluido sobre um sólido dentro dele.
Unidade no SI: 1 Pa(pascal)=1N/m2
Outras unidades úteis:
1atm=760mHg=101325Pa=1,01 x 105N/ m2
A massa específica ou Densidade absoluta é a massa do sólido por unidade de volume,
𝛒=M/V
Unidade no SI: kg/m3
Princípio de Arquimedes. O empuxo exercido em um sólido colocado dentro de um fluido é igual ao peso do líquido deslocado.
Por que um navio flutua na água, mesmo sendo feito de Ferro? Por que uma cortiça flutua? Por que um pedaço de madeira flutua? Estas perguntas podemos responder aplicando o princípio de Arquimedes, para determinar a densidade de um sólido. Segue no final desta postagem uma atividade desta aplicação.
Lei de Stevin (1586): considerando com um corpo está parcialmente dentro de um fluido. A pressão a uma altura h de profundidade será
P=P0+𝛒gh,
sendo P0 a pressão atmosférica, g a aceleração da gravidade e 𝛒 a densidade. Esta diferença de pressão P-P0 é exatamente a pressão manométrica.
Partindo da lei de Stevin podemos chegar a equação do princípio de Arquimedes.
Multiplicando a lei de Steven pela área A e usando as equações da força F=PA e o volume V=Ah, obtemos:
E=F-F0=𝛒gV,
com E sendo o empuxo, V o volume do líquido deslocado, a força exercida na parte superior do corpo é F0 . A força que atua na parte inferior do corpo é F, cuja diferença é exatamente o empuxo.
Experimento II - Medir a aceleração da gravidade usando um pêndulo simples.
[preprint,aps]{revtex4}
\begin{document}
\centerline{ \bf F\'\i sica II -UAE-CES-UFCG- Experimento III}
\centerline{ \bf EST\'ATICA DOS FLUIDOS: PRINC\'IPIOS DE ARQUIMEDES}
\noindent{Pofessor: Rafael de Lima Rodrigues \hrulefill PER\'IODO 2017.2}
\noindent{Aluno(a): \hrulefill 12-12-2017.
Boa Sorte!}
\vspace{0.5cm}
Em todas as situa\c{c}\~oes abaixo analisar e mencionar as for\c{c}as envolvidas.
Escrever os materias utilizado, o procedimento experimental
e as equa\c{c}\~oes do fen\^omeno.
\vspace{0.5cm}
\noindent 1) Parte I.
i) Determinar o volume de um s\'olido, medindo suas dimen\~oes.
ii) Como voc\^e faria uma experi\^encia utilizando um s\'olido para verificar
o princ\'\i cipio de Arquimedes?
iii) Realizar a experi\^encia utilizando o s\'olido do item i.
\noindent 1) Parte II.
i) Encontrar um processo experimental para medir a densidade $\rho=\frac
mV,$ onde $m$ \'e a massa e $V$ \'e o volume, assumindo que o princ\'\i pio
de ARQUIMEDES seja verdadeiro.
ii) Utilizar este item i, para medir a densidade de um s\'olido. Deduzir
o erro relativo do experimento, comentar e identificar as poss\'\i veis
causas.
\noindent 1) Parte III.
i) Colocar pesos dentro de uma lata (cil\'\i ndrica). Analisar como ela vai
flutuar, quando estiver dentro d'\'agua. Qual ser\'a a altura $h$ da parte
mergulhada?
ii) Experi\^encia: Colocar a lata dentro d'\'agua e verificar a exatid\~ao
da previs\~ao feita. Comentar.
\vspace{0.5cm}
\centerline{\bf Densidade de alguns materiais}
\vspace{0.5cm}
Ferro: $\rho=7,59\frac{g}{cm^3};$ Lat\~ao: $\rho=8,22\frac{g}{cm^3}; $ Alum\'\i
nio: $\rho=2,70 \frac{g}{cm^3}$ e \'Agua: $\rho=1,00\frac{g}{cm^3}.$
{\bf Princ\'\i cipio de Arquimedes.} Um corpo total ou parcialmente submerso em um fluido sofrer\'a uma for\c{c}a
de baixo para cima, o empuxo, $\vec E$, que corresponde ao peso do volume do fluido
deslocado, ou seja, $|\vec E|=|\vec P|=mg=\rho Vg,$ onde $V$ \'e o volume do l\'\i quido
deslocado, $m$ \'e a massa e $\rho$ \'e a densidade e $g$ a gravidade.
Consierere que a acelera\c{c}\~ao da gravidade local, pr\'oxima da superf\'\i cie da Terra \'e
dada por
$g=978\frac{cm}{s^2}.$
\end{document}
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