• Aumentar Fonte
  • Diminuir Fonte
  • Trocar contraste

O que é Hidrostática? Quais os princípios e fórmulas fundamentais?

Hidrostática é o ramo da física que estuda a força exercida por e sobre fluidos em repouso. É essa parte da física que explica por que as coisas boiam ou afundam.

Fluidos

Fluido é uma substância que tem a capacidade de escoar facilmente, não possui forma própria e tem a capacidade de mudar de forma ao ser submetido a ação de pequenas forças. O fluido sempre terá a forma do recipiente ou ambiente no qual esteja. A palavra fluido serve para designar tanto líquidos quanto gases.

Densidade e massa específica

Densidade e massa específica de uma corpo é a relação de sua massa com seu volume. Quando comparamos dois corpos formados por materiais diferentes, mas com um mesmo volume, quando dizemos que um deles é mais pesado que o outro, na verdade estamos nos referindo a sua densidade. A afirmação correta seria que um corpo é mais denso que o outro.

img1

 

Qual a diferença entre os dois?

Quando falamos de massa específica, nos referimos à substância, só iremos levar em conta o volume da substancia. Já a densidade é o corpo, ou seja, temos que levar em conta todo o volume do corpo. Unidade no SI é: Kg/m³

Pressão

Ao segurarmos um lápis pelas pontas vemos que a parte mais fina, mais pontuda, machuca mais o dedo, isso ocorre devido à pressão que essa parte exerce ser maior.

img2

O dedo de cima, está sendo mais perfurado.

 

Pressão é diretamente proporcional à força e inversamente à área onde está sendo aplicada essa força.

imagemN

Sua unidade no SI é: N/m² = Pa

Pressão hidrostática

Os fluidos também exercem pressão nos corpos.
Essa pressão está diretamente relacionada à densidade do fluido e à aceleração da gravidade.

Para obtermos esta pressão, consideremos um recipiente contendo um líquido de densidade que ocupa o recipiente até uma altura h, em um local do planeta onde a aceleração da gravidade é g.

p=fa

A força exercida pelo líquido, é a força peso.

p=mga

Temos que: d=mv

p=dvga

Mas v=ah,

Logo:

p=dgh

Onde h é a altura da coluna de fluido sobre o corpo, g a aceleração da gravidade e d a densidade do fluido.

Teorema de Stevin

“A diferença entre as pressões de dois pontos de um fluido em equilíbrio é igual ao produto entre a densidade do fluido, a aceleração da gravidade e a diferença entre as profundidades dos pontos.”

Seja um líquido qualquer em um recipiente. Escolhemos dois  pontos arbitrários, Q e R.
As pressões em Q e R são:

img5

img6
img7

A diferença entre suas pressões é:

img8

img9

Esse teorema nos ajudou a concluir que pontos a mesma profundidade no mesmo líquido, com a mesma densidade, sofrem a mesma pressão.

Teorema de Pascal

“O acréscimo de pressão exercida num ponto em um líquido ideal em equilíbrio se transmite integralmente a todos os pontos desse líquido e às paredes do recipiente que o contém.”

img10

O acréscimo de pressão no ponto 2 será igual a do ponto 1.

Os pontos 1 e o 2 sofrem o mesmo acréscimo de pressão. Esse acréscimo gerado por essa força F é transmitido igualmente por todo o líquido. Com esse princípio, funciona a prensa hidráulica.

img11

O acréscimo de pressão na área 1 será transmitido por todo líquido e essa diferença, será transmitida também a área 2.

Com isso, você descobre o valor da força do outro  lado e repara que o lado com maior área a força é maior.

 

 

Exercícios

1. (ENEM) A gasolina é vendida por litro, mas em sua utilização como combustível, a massa é o que importa. Um aumento da temperatura do ambiente leva a um aumento no volume da gasolina. Para diminuir os efeitos práticos dessa variação, os tanques dos postos de gasolina são subterrâneos.ex1

Se os tanques NÃO fossem subterrâneos:

I. Você levaria vantagem ao abastecer o carro na hora mais quente do dia pois estaria comprando mais massa por litro de combustível.
II. Abastecendo com a temperatura mais baixa, você estaria comprando mais massa de combustível para cada litro.
III. Se a gasolina fosse vendida por kg em vez de por litro, o problema comercial decorrente da dilatação da gasolina estaria resolvido

Destas considerações, somente:
a) I é correta
b) II é correta
c)III é correta
d) I e II são corretas.
e) II e III são corretas.

 

2. (CPS-SP) Quando você está na lanchonete tomando um refrigerante num copo com canudo, o líquido sobe em direção à sua boca, em virtude de

 

a) a pressão no interior da sua boca ser maior do que a pressão atmosférica.
b) a pressão atmosférica e da sua boca serem iguais.
c) a pressão atmosférica ser variável em função do volume do refrigerante.
d) a pressão atmosférica ser maior que a pressão na boca e “empurrar” o líquido no canudo.
e) a pressão atmosférica da sua boca não interferir ao tomar o refrigerante.

 

 

Gabarito

1. E

2. D