Aula3 fluidos

Aula 3: Fluidos
Prof. Dr. Agnaldo José dos Santos
UFAL/Campus do Sertão
Eng. Civil e Eng. de Produção
Física 2 - Aula 3 - Fluidos - 2018-1
Livro: Halliday - Vol. 2 - 10aEd.
Prof. Agnaldo (UFAL/Campus do Sertão) FÍSICA 2 Aula 3 - Fluidos - 2018-1 1 / 21

Tópicos da Aula
1 Fluidos - Introdução
2 Massa especíﬁca e pressão
3 Fluidos em repouso
4 O Princípio de Pascal
5 O Princípio Arquimedes
6 Fluidos ideais em movimento
7 A equação da continuidade
8 A equação de Bernoulli

Tópicos da Aula

1- Fluidos - Introdução
Problema Motivação
Qual a importância da Física dos Fluidos para o engenheiro?
Este capítulo, Fluidos, é importante para os cursos de Engenharia
Civil e Engenharia de Produção?
O que é um ﬂuido?
Engenheiros podem trabalhar na indústria automobilística
Engenharia Hidráulica
Sistemas de automação usam comandos pneumáticos
Você sabia que o ar comprimido é um importante vetor
transmissor de energia de forma sustentável?
Etc...

Tópicos da Aula

Massa especíﬁca e pressão
Massa especíﬁca (ρ) e Pressão P
Densidade:
ρ =
∆m
∆V
, (1)
Para densidade uniforme de massa
ρ =
m
V
(2)
Pressão:
P =
∆F
∆A
(3)
Pressão de uma força uniforme em uma superfície plana
P =
F
A
(4)
1 atm = 1, 01 × 105
Pa = 760 Torr = 14, 7 lib/in2
(5)

Massa especíﬁca e pressão
Medindo a pressão atmosférica: barômetros
Tipos de barômetros

Tópicos da Aula

3- Fluidos em repouso
A pressão em um ponto de um ﬂuido em equilíbrio estático
depende da profundidade do ponto
Essa pressão não depende da dimensão horizontal ou da forma
do recipiente que contém o ﬂuido
Cilindro imaginário
F2 = F1 + mg (6)
F1 = p1A e F2 = p2A (7)
p2A = p1A + ρAg(y1 − y2) (8)
p2 = p1 + ρg(y1 − y2) (9)
Nível de referência zero: superfície
y1 = 0; p1 = p0 e (10)
y2 = −h; p2 = p (11)
Pressão de profundidade
p = p0 + ρgh (12)

Tópicos da Aula

4- O Princípio de Pascal
Blaise Pascal 1652
Uma variação de pressão aplicada em um ﬂuido incompressível
contido em um recipiente é transmitida integralmente a todas as
partes do ﬂuido e as paredes do recipiente
Macaco hidráulico
∆p =
Fe
Ae
=
Fs
As
(13)
Fs = Fe
As
Ae
(14)
O volume em ambos os lados é dado
por
V = Aede = Asds (15)
ds = de
Ae
As
(16)
O trabalho, no entanto, é o mesmo
W = Fsds = Fede (17)

Tópicos da Aula

5- O Princípio de Arquimedes
Arquimedes de Siracusa, 287 a.C. – 212 a.C.
Quando um corpo está total ou parcialmente submerso em um
fluido, uma força de empuxo E exercida pelo fluido age sobre o
corpo. A força é dirigida para cima e tem um módulo igual ao
peso mf g do fluido deslocado pelo corpo
Princípio de Arquimedes
FE = mf g (18)
⇐ Exemplo de corpo imerso
em água
(mg aparente)=(mg real)-(E)

Tópicos da Aula

6- Fluidos ideais em movimento
Requisitos do escoamento para ﬂuidos ideais
1 - O escoamento é laminar (velocidade constante em todos os
pontos do ﬂuido)
2 - O escoamento é incompressível (ρ não varia)
3 - O escoamento é não viscoso (não oferece resistência ao
escoamento)
4 - O escoamento é irrotacional (não apresenta movimento de
rotação)

Tópicos da Aula

7- A equação da continuidade
Lei da conservação da massa
Equação da continuidade
A1v1 = A2v2 (19)
RV = Av = constante (20)

Tópicos da Aula

8- A equação de Bernoulli
Lei da conservação da energia
A equação de Bernoulli
WT = ∆K (21)
∆K =
1
2
∆mv2
2 −
1
2
∆mv2
1 (22)
∆K =
1
2
ρ∆V(v2
2 − v2
1 ) (23)
Wg = −ρ∆Vg(y2 − y1) (24)
F∆x = (pA)(∆x) = p(A∆x) = p∆V (25)
O trabalho sobre o sistema
Ws = −p2∆V + p1∆V = −(p2 − p1)∆V (26)
WT = Wg + Ws = ∆K (27)
−ρ∆Vg(y2 − y1) − (p2 − p1)∆V =
1
2
ρ∆V(v2
2 − v2
1 ) (28)
−ρg(y2 − y1) − (p2 − p1) =
1
2
ρ(v2
2 − v2
1 ) (29)
Equação de Berloulli
p +
1
2
ρv2
+ ρgy = constante (30)

Capítulo: Fluidos
Tarefa obrigatória Responder as questões do livro
TAREFA OBRIGATÓRIA:
LEITURA DO CAPÍTULO FLUIDOS
RESPONDER TODOS OS EXERCÍCIOS DO REFERIDO CAPÍTULO

Agradecimentos
BONS ESTUDOS!
OBRIGADO!

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