Fala, guerreiros! Segue um resumo desse assunto de Física 1, que é muito importante para a prova da Espcex: os teoremas da Hidrostática.

1. TEOREMA DE STEVIN

A diferença de pressão entre dois pontos de um fluido homogêneo e em repouso é dada pelo produto da massa especifica do liquido, da aceleração da gravidade e entre a distância vertical entre esses dois pontos.

 

 

A análise da expressão acima permite determinar duas consequências.

• Primeira consequência

Uma das consequências do teorema de Stevin é que pontos localizados na mesma profundidade tem a mesma pressão. A figura abaixo mostra um recipiente aberto nas extremidades e preenchidos com um liquido em equilíbrio. A pressão nos pontos A, B, C, D e E são as mesmas independentemente da quantidade de água sobre os pontos.

• Segunda consequência

A superfície livre do líquido em equilíbrio deve ser plana e horizontal.

2. VASOS COMUNICANTES

Um vaso comunicante possui uma base com um líquido e várias ramificações com formatos diferentes.

Todos os pontos na superfície do líquido apresentam a mesma pressão.

 

 

 

2.1. Líquidos imiscíveis

A água e o óleo são exemplos de fluidos que não se misturam, ou seja, imiscíveis. No exemplo abaixo, temos dois líquidos imiscíveis 1 e 2 de massas especificas μ₁ e μ₂, respectivamente. A linha de nível é definida na superfície divisória entre os líquidos.

A pressão nos pontos A e B é igual de acordo com o Teorema de Stevin.

 

A pressão em cada ponto é calculada por

 

 

 

3. TEOREMA DE PASCAL

O teorema de Pascal possui grandes aplicações no cotidiano: elevador hidráulico, macaco hidráulico, direção hidráulica e freio hidráulico.

Um fluido viscoso percorre as suas estruturas e funcionam como um multiplicador de força. A direção hidráulica facilita a condução dos automóveis principalmente em baixas velocidades. Sem esse mecanismo, girar o volante é uma tarefa mais difícil, pois o volante se torna mais duro. A direção hidráulica permite que a força aplicada sobre o volante seja menor. O teorema de Pascal pode ser resumido a seguir.

Um incremento de pressão aplicado sobre um líquido incompressível é transmitido integralmente a todos os pontos do líquido.

3.1 Prensa hidráulica

O dispositivo abaixo é conhecido como prensa hidráulica. A prensa hidráulica é um tubo em U, com dois pistões com áreas diferentes (A₁ e A₂).

Uma força F₁ é aplicada no pistão de área menor F₁ e gera um incremento de pressão (Δp₁) no fluido em volta do pistão.

O incremento de pressão é transmitido integralmente a todos os pontos do líquido. Os pontos do liquido em torno do pistão 2 de área maior A₂ recebe o acréscimo de pressão Δp, que transforma em uma força de intensidade F₂.

 

4. EMPUXO

“Um corpo em um fluido em equilíbrio recebe uma força na vertical para cima denominada empuxo de intensidade igual ao peso do fluido deslocado”

 

O empuxo depende da densidade do líquido, da aceleração da gravidade e do volume do corpo submerso.

 

 

 

PEGADINHA DO MALANDRO:

• O empuxo igual ao peso do fluido deslocado. Considere um recipiente com água até o cano. Um cubo é completamente submerso no líquido e parte da água escorre pelo cano. O peso da água deslocada é igual ao empuxo exercido pelo líquido sobre o bloco.

• O empuxo depende do volume do corpo e não do seu peso. Considere duas bolas de mesmo volume, uma de alumínio e outra de chumbo em repouso no fundo de um recipiente. O empuxo sobre as bolinhas é o mesmo, apesar da diferença nas suas densidades.