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Hidrostática

A hidrostática é o ramo da física que estuda os fluídos em geral que estejam em repouso, ou seja, que não existam forças atuando no sistema.

Apesar de a hidrostática referir-se ao estudo dos fluídos em geral (podendo ser líquidos ou gasosos) o termo hidrostático refere-se ao primeiro estudo realizado nessa área e que se referia a água. Em hidrostática, alguns elementos podem ser definidos para facilitar o estudo dos fluídos em questão. Tais elementos encontram-se enumerados abaixo:

1. Massa específica ou densidade absoluta

A massa específica é uma característica da substância que constitui o corpo e é obtida pelo quociente entre a massa e o volume do corpo, quando este é maciço e homogêneo. A unidade de massa específica no SI é o kg/m3, mas também é muito utilizada a unidade g/cm3.

1 g/cm3 = 1000 kg/m3.

Importante  

Densidade e densidade absoluta são grandezas físicas diferentes. Observe que podemos obter qualquer das duas grandezas utilizando a fórmula acima, porém, só teremos a densidade absoluta ou massa específica se o corpo em questão for maciço e homogêneo, de outra forma, o que estaremos obtendo é uma característica do corpo chamada densidade.

  • Massa específica ou densidade absoluta: característica da substância que compõe o corpo.
  • Densidade: característica do corpo.

2. Pressão

Pressão é uma grandeza física obtida pelo quociente entre a intensidade da força (F) e a área  (S) em que a força se distribui.

No caso mais simples a força (F) é perpendicular à superfície (S) e a equação fica simplificada

A unidade de pressão no SI é o N/m2, também chamado de Pascal.

Relação entre unidades muito usadas:

1 atm = 760 mmHg = 105N/m2.

3. Pressão de uma coluna de líquido

A pressão que um líquido de massa específica m, altura h, num local onde a aceleração da gravidade é g exerce sobre o fundo de um recipiente é chamada de pressão hidrostática e é dada pela expressão: 

Se houver dois ou mais líquidos não miscíveis, teremos:

4. Teorema de Stevin

A diferença de pressão entre dois pontos, situados em alturas diferentes, no interior de um líquido homogêneo em equilíbrio, é a pressão hidrostática exercida pela coluna líquida entre os dois pontos. Uma coseqüência imediata do teorema de Stevin é que pontos situados num mesmo plano horizontal, no interior de um mesmo líquido homogêneo em quilíbrio, apresentam a mesma pressão. 

                                  

Se o ponto A estiver na superfície do líquido, a pressão em A será igual à pressão atmosférica.

Então a pressão p em uma profundidade h é dada pela expressão: 

5. Princípio de Pascal

A pressão aplicada a um líquido em equilíbrio se transmite integralmente a todos os pontos do líquido e das paredes do recipiente que o contém.

Prensa hidráulica

    

6. Empuxo

Empuxo é uma força vertical, orientada de baixo para cima, cuja intensidade é igual ao peso do volume de fluido deslocado por um corpo total ou parcialmente imerso.

Esfera A) E = P

A esfera A está em repouso, flutuando na superfície do líquido. Isto acontece quando a densidade do corpo é menor que a densidade absoluta do líquido e, neste caso, o empuxo recebido pelo corpo é igual ao seu peso.

Esfera B) E = P

A esfera B está em repouso e totalmente imersa no líquido. Isto acontece quando a densidade do corpo é igual à densidade absoluta do líquido e, neste caso, o empuxo recebido pelo corpo é igual ao seu peso.

Esfera C) E + N = P

A esfera C está em repouso, apoiada pelo fundo do recipiente. Isto acontece quando a densidade do corpo é maior que a densidade absoluta do líquido e, neste caso, o empuxo é menor que o peso do corpo.

7. Peso aparente

É a diferença entre o peso do corpo e o empuxo que ele sofreria quando imerso no fluido.

Por: Silvana Paula Pereira

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