Hidrostática I - Fundamentos

A hidrostática estuda o equilíbrio dos fluidos.

=> Hidrostática

• I - Fundamentos
• II - Teorema de Arquimedes (Empuxo)
• III - Pressão hidrostática e pressão atmosférica
• IV - Teorema de Stevin e princípio de Pascal
• V - Vasos comunicantes e prensa hidráulica

Referencias:

• m: massa  |  V: volume  |  d: densidade  |  μ: massa específica  |  P: pressão  |  F: força  | A: área

O que a hidrostática estuda?

   Estuda a estática (equilíbrio) dos líquidos ou fluidos. Chama-se de fluido tudo aquilo que tem capacidade de escoar e de adquirir o formato do recipiente em que está, isto é: gases e líquidos.

   Portanto, a hidrostática é a parte da mecânica que estuda o equilíbrio dos fluidos.

Densidade e massa específica

   Todo corpo possui uma massa que ocupa determinado volume no espaço. Chama-se de densidade do corpo a relação entre sua massa e volume:

   A unidade do SI para densidade é kg/m³, mas g/cm³ ou kg/l também pode ser encontrado. 

   Já a massa específica geralmente se refere a um material. Quando analisamos a densidade de um corpo, é contado o volume total daquele corpo, mesmo que existam partes ocas. Já na massa específica do material, só é contado o volume do material que é analisado.

   Perceba que, para corpos maciços (sem partes ocas) e homogêneos (formados pelo mesmo material), a massa específica coincide com a densidade.

   Exemplo: Um caminhoneiro transportou uma caixa formada homogeneamente por determinado material e de dimensões 5 cm³ x 5 cm³ x 4 cm³. A caixa, por ser formada por um material muito frágil, foi danificada no seu interior, perdendo 10% de seu volume total. Sabendo que ao chegar em seu destino a caixa tinha massa igual a 270 g, determine a densidade da caixa e a massa específica do material que a constitui.

Pressão

   Definimos pressão como sendo a relação entre uma força e a área em que esta força se aplica, tal que:

   No SI, a unidade de pressão é N/m² ou Pa, mas outras unidades podem ser encontradas, como atmosfera (atm), milímetros de mercúrio (mmHg) = Torricelli (Torr):

   Exemplo: A ponta de um prego com área igual a 20 mm² exerce uma força F em um material. Sabendo que esse material se deforma com pressões a partir de 1.000.000 N/m², determine a força máxima, em Pa, da ponta do prego para que este não deforme a área em que está exercendo a força.