Hidrostática

Por Luiz Guilherme Rezende Rodrigues

Doutorado em Física (UFJF, 2019)
Mestrado em Física (UFJF, 2015)
Graduado em Bacharelado em Física (UFJF, 2015)
Graduado em Licenciatura em Física (UFJF, 2013)

Categorias: Física, Hidrostática
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1 – CONCEITOS INICIAIS: Em física um corpo pode se encontrar em equilíbrio em duas situações. Na primeira, o corpo está livre de forças atuantes, neste caso, o equilíbrio é denominado estático e o corpo se encontra em repouso. Já na segunda o corpo está sob a ação de uma ou mais forças, neste caso, o equilíbrio é denominado dinâmico e o corpo se encontra em movimento retilíneo uniforme. Neste caso, a força resultante que atua sobre este corpo será nula.

2 – HIDROSTÁTICA: A Hidrostática é a área da física dedicada ao estudo de fluidos que se encontram em equilíbrio, seja ele estático ou dinâmico. A Hidrostática ganhou este nome devido aos primeiros estudos relacionados a tal assunto estarem ligados com a água. O estudo da Hidrostática é baseado no seguinte conceito para fluido:

2.1 - Fluido: Um fluido é uma substância que pode fluir, em outras palavras, esta substância pode escoar. O termo fluido inclui os líquidos e os gases, sendo que, os líquidos oferecem resistência à uma certa compressão, enquanto os gases são facilmente compressíveis. Dessa forma são enumeradas abaixo algumas das principais características associadas aos fluidos:

2.1.1 – Viscosidade: É uma propriedade característica dos líquidos, de forma que, diferentes líquidos apresentam diferentes viscosidades. Como exemplo a água apresenta uma viscosidade mais baixa que o óleo, por isso, escoa com maior facilidade quando comparada ao óleo.

2.1.2 - Pressão: Quando aplicada uma força () sobre uma amostra contendo uma quantidade de fluido delimitada por uma área (A) (situação representada pela Figura 1), esta amostra fica sujeita a uma pressão (p) dada por .

Figura 1: Amostra de fluido delimitada por uma área A sob a ação de uma força F.

Se a pressão faz um ângulo de 90° com a superfície, então, ela se reduz na seguinte forma: . A pressão é uma grandeza escalar e é dada no S.I (Sistema Internacional de Unidades) em .

2.1.3 – Densidade: A densidade (D) de um fluido é dada pela razão entre a massa (m) de uma amostra de fluido e seu volume (V), matematicamente isso é o mesmo que .

No Sistema internacional de Unidades (S.I) a unidade de densidade é o . Também é comum utilizar as unidades ou .

2.1.4 – Líquido perfeito: São líquidos em que são consideradas as seguintes propriedades:

2.1.5 - Pressão em uma coluna de líquido: Um determinado líquido contido em um recipiente de volume (V) exerce sobre a área da base (S) do recipiente (conforme a Figura 2) uma pressão dada por:

Figura 2: Recipiente com uma quantidade de líquido de altura h sob a ação da gravidade g.

2.1.6 – Pressão atmosférica: É a pressão que a atmosfera exerce sobre a superfície terrestre. É localmente considerada constante e pode ser medida assumindo os seguintes valores em seus respectivos sistemas de unidades.

patm = 1 atm = 76 cmHg = 760 mmHg

A Hidrostática é uma área muito interessante e importante de ser estudada. Contribuiu e vem contribuindo de maneira fantástica no desenvolvimento tecnológico da sociedade e está baseada basicamente sobre três pilares:

Referências:

BONJORNO, José Roberto; BONJORNO, Regina Azenha; BONJORNO, Valter; CLINTON, Márcico Ramos. Física História & Cotidiano. São Paulo: Editora FTD, 2004, volume único.

HEWITT, Paul G. Física Conceitual. Porto Alegre: Editora: Bookman, 2011, 11ª. ed. v. único.

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