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Aula Teórica 8, 9 e 10

Aula Teórica 8, 9 e 10. Capítulo 2: Forças sobre Fluidos. Pressão, Força de Pressão e Pressão Hidrostática. Objectivo do capítulo 2. Descrever as forças pressão em fluidos em repouso (hidrostática) e em escoamentos com aceleração linear e com aceleração centrípeta. Conceito de pressão,

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Presentation Transcript

  1. Aula Teórica 8, 9 e 10 Capítulo 2: Forças sobre Fluidos. Pressão, Força de Pressão e Pressão Hidrostática.

  2. Objectivo do capítulo 2 • Descrever as forças pressão em fluidos em repouso (hidrostática) e em escoamentos com aceleração linear e com aceleração centrípeta. • Conceito de pressão, • Gradiente de Pressão com o resultante das forças de pressão, • Pressão Hidrostática e forças sobre corpos submersos, • Lei de Newton: Aceleração como resultante das forças aplicadas.

  3. Forças em Fluidos • Forças de Superfície e Forças volúmicas (ou mássicas) • As forças de superfície podem ser normais (Pressão) ou tangenciais (atrito). • As forças de atrito são sempre tangentes à velocidade. No entanto o referencial nem sempre é tangente à velocidade e por isso a expressão analítica das forças de atrito pode ser complexa, fazendo aparecer componentes normais.

  4. A pressão é um escalar • Poderão ser diferentes num ponto?

  5. No fluido em repouso: Esta conclusão é independente de θ.

  6. Gradiente de Pressão • A tensão não produz aceleração (nem a normal, nem a tangencial). O que pode produzir aceleração é o seu gradiente.

  7. Resultante das forças de pressão

  8. Resultante das forças aplicadas sobre o volume de controlo

  9. Resultante das forças

  10. Lei geral do movimento Em hidrostática o fluido tem velocidade nula e por isso as suas derivadas também são nulas e existe equilíbrio entre forças de pressão e forças gravíticas: A pressão é hidrostática. Se a aceleração vertical for nula a pressão continua a ser hidrostática.

  11. Pressão hidrostática • Se o eixo dos z’s for virado para baixo a aceleração da gravidade é positiva. Se for virado para cima é negativa.

  12. Hydrostatics

  13. Se a massa volúmica fosse uniforme

  14. Em gases

  15. PressãoHidrostática • Objectivo: • Calcular a resultante das forças de pressãohidrostáticasobresuperfíciesplanas e curvas e as coordenadas do ponto de aplicação.

  16. Força Hidrostática

  17. Como calcular usando conhecimento anterior

  18. OU

  19. Centro de Pressão (coordenada y, i.e. distância ao centro de gravidade)

  20. Centro de Pressão (coordenada x) Em áreas com um eixo de simetria, está sobre o eixo.

  21. Resumo

  22. Superfícies curvas

  23. Densidade variável

  24. Estabilidade de corpos flutuantes

  25. Problemas • O Mar Mediterrâneo tem salinidade 39 (gramas por litro) e o Oceano Atlântico, à latitude de Gibraltar tem salinidade 36. Se a profundidade do estreito for 400 metros e se a temperatura fosse uniforme na vertical e na horizontal, qual seria a diferença de nível entre os dois lados do estreito? • Como não se consegue manter a diferença de nível, como vai ser o escoamento?

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