A Hidrostática é a área da física que estuda os fluidos em repouso

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Prof. XXXXXXXXXXXXXXXXXX

Física II

Pressão Hidrostática

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• Introdução

A hidrostática é a área da física que estuda os fluidos em repouso, sob ação de um campo gravitacional constante. Entende-se que fluídos são todas substâncias capaz de escoar, podendo ser um líquido ou gás.

Algumas grandezas que estão diretamente ligadas com a hidrostáticas são pressão, massa específica e pressão hidrostática.

A pressão hidrostática é a pressão  exercida  por  um  fluido  sobre  corpos  que  nele  estão  submersos  -  ou, ainda, sobre as paredes do recipiente que o contém. Depende exclusivamente da densidade do líquido, da  altura  (profundidade)  do  ponto  a  ser  observado  e  da  força  da  gravidade (aceleração  da  gravidade)  no  local.  A força decorrente  da  pressão  hidrostática  tem  seu sentido sempre perpendicular à superfície.

           Matematicamente, isso pode ser expresso por:       P hidro= ρ . g . h

 Onde :

     P hidro = pressão hidrostática    

ρ= densidade do fluido                                                            

g = aceleração da gravidade

h= altura (profundidade)    

Esta equação, conhecida como Lei de Stevin (em homenagem ao físico  holandês que  a  descobriu),  foi  publicada  em  1586  e  dela  decorrem  muitas  outras  características, propriedades  e  aplicações  importantes  da  pressão  hidrostática.  Uma  consequência importante desta lei é que a pressão hidrostática não depende da área de contato do líquido e sim da altura.

• Objetivo

Aplicar a definição de pressão;

Constatar o princípio fundamental da hidrostática -  Princípio de Stevin;

Construir um gráfico de pressão hidrostática versus altura de coluna líquida;

• Materiais utilizados

Manometro, régua, béquer, bloco de madeira.

• Procedimento

Para definir a pressão exercida pelo bloco de madeira foram aferidas as áreas das superfícies e sua massa. Logo em seguida, definimos o peso, em newtons.

Como:                                p = |F| / A ;

p = pressão; |F| = módulo da força;  A = área.

Definimos as diferentes pressões exercidas pelo bloco.

Para a verificação do teorema de Stevin, utilizamos um manômetro.

Aferimos o desnível do liquido manométrico em cinco diferentes alturas.

O valor da pressão hidrostática (p) é igual ao produto do desnível pelo peso específico do líquido manométrico.

pressão = desnível manométrico x peso específico do liquido manométrico 

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• Resultados

A massa aferida do bloco de madeira foi de 0,49126 kg.

Considerando a aceleração da gravidade como 9,81 m/s², calculamos o peso.

P = m x g;

P = 0,49126 kg x 9,81 m/s² = 4,819 N

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Calculamos a área das três faces diferentes.

a = 0,118 m

b = 0,097 m

c = 0,049 m

A(1) = a x c = 0,118 m x 0,049 m = 0,005782 m²

A(2) = b x c = 0,097 m x 0,049 m = 0,004753 m²

A(3) = a x b = 0,118 m x 0,097 m = 0,011446 m²

p = |F| / A

p(1) = 4,819 N / 0,005782 m² = 833,4937 N/m²

p(2) = 4,819 N / 0,004753 m² = 1013,9408 N/m²

p(3) = 4,819 N / 0,011446 m² = 421,0432 N/m²

Peso (N)	4,819	Pressão (Pa) (N/m²)
Área 1 (m²)	0,005782	833,4937
Área 2 (m²)	0,004753	1013,9408
Área 3 (m²)	0,011446	421,0432

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Verificação experimental do teorema de Stevin