HIDRÁULICA, IRRIGAÇÃO E DRENAGEM

1. HIDRÁULICA, IRRIGAÇÃO E DRENAGEM Professora Danila 1/abril/2008

2. VARIAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA (g) DA ÁGUA DOCE COM A TEMPERATURA. • g = r, quando gravidade normal (9,8m/s2)

3. EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO: • UM TANQUE DE VOLUME IGUAL A 1,5m3 CONTÉM ÁGUA A 20°C ATÉ A BORDA. CALCULAR A MASSA DE ÁGUA QUE PERMANECERÁ NO TANQUE E A MASSA E VOLUME TRANSBORDADO QUANDO A TEMPERATURA DA ÁGUA FOR ELEVADA A 40°C. ADMITIR SISTEMA SOB PRESSÃO ATMOSFÉRICA NORMAL E TANQUE FEITO DE MATERIAL QUE NÃO SE DILATA. 1°) 2°) 20°C – 998,23 kg/m3 40°C – 992,24 kg/m3 r= M / V M1 M2

4. EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO: r= M / V M = r * V M1=999,23 kg/m3 *1,5 m3 = 1498,85 kg M2=992,24 kg/m3 *1,5 m3 = 1488,36 kg MASSA TRANSBORDADA= 1498,85 - 1488,36 = 10,49 kg VOLUME TRANSBORDADO= V = M /r V=10,49/992,24=0,01057 m3, OU 10,57 L.

5. COMPRESSIBILIDADE • COMPRESSIBILIDADE É A PROPRIEDADE QUE TEM OS CORPOS DE REDUZIR SEUS VOLUMES SOB A AÇÃO DE PRESSÕES EXTERNAS. • UM DE PRESSÃO CORRESPONDE A UM DA MASSA ESPECÍFICA, OU SEJA, UMA DE VOLUME. ASSIM:

6. COMPRESSIBILIDADE dV= - a V dp ONDE: a é o coeficiente de compressibilidade, V é o volume inicial, dp é a variação de pressão.

7. VARIAÇÃO DO a DA ÁGUA COM A TEMPERATURA

8. EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO: 2. QUE ACRÉSCIMO DE PRESSÃO DEVE SER APLICADO A ÁGUA À TEMPERATURA DE 20°C SOB P atm NORMAL PARA QUE SEU VOLUME SE REDUZA EM 1%? V=1m3 _V=1m3; LOGO dV=-0,01m3 dV= - a V dp

9. EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO: dV= - a V dp -0,01=-4,75.10-1 * 1 * dp dp= 2,1069.107 Pa ou N/m2

10. HIDROSTÁTICA TAMBÉM CHAMADA FLUIDOSTÁTICA (HIDROSTÁTICA REFERE-SE A ÁGUA), É A PARTE DA FÍSICA QUE ESTUDA AS FORÇAS EXERCIDAS POR E SOBRE FLUIDOS EM REPOUSO.

11. HIDROSTÁTICA • PRESSÃO: É O ELEMENTO DE FORÇA (dF) QUE ATUA NORMALMENTE SOBRE UM ELEMENTO DE ÁREA (dA). P= dF/dA

12. HIDROSTÁTICA FORÇAS DECORRENTES DE PRESSÃO: • A FORÇA EXERCIDA PELA ÁGUA OU QUALQUER OUTRO LÍQUIDO NUMA SUPERFÍCIE QUALQUER, POR EXEMPLO, NUMA BARRAGEM OU NUMA COMPORTA DETERMINA-SE PELAS LEIS DA HIDROSTÁTICA; • A PRESSÃO EXERCIDA PELA ÁGUA É SEMPRE PERPENDICULAR À SUPERFÍCIE E VARIA COM A PROFUNDIADE. h P1

13. HIDROSTÁTICA PARA QUALQUER ALTITUDE TERRESTRE: • P atm (normal) = 101293 N/m2 • P atm (local) =g água * h água

14. HIDROSTÁTICA • PRESSÃO ABSOLUTA (Pabs):PRESSÃO MEDIDA COM REFERÊNCIA AO VÁCUO. Pabs = P + Patm (LOCAL) • PRESSÃO RELATIVA (P): COM REFERÊNCIA À P atm (LOCAL).

15. PRESSÃO HIDROSTÁTICA CONSIDERE UM VOLUME CÚBICO DE ÁGUA. ESTANDO ESTE EM REPOUSO, O PESO DA ÁGUA ACIMA DELE NECESSARIAMENTE ESTARÁ CONTRA-BALANÇADO PELA PRESSÃO INTERNA DESTE CUBO. ESTA PRESSÃO PODE SER EXPRIMIDA POR: g (m/s2) P = rgh P (Pa) h (m) P = P atm +rgh *SI

16. LEI DE PASCAL • “EM QUALQUER PONTO NO INTERIOR DE UM LÍQUIDO EM REPOUSO, A PRESSÃO É A MESMA EM TODAS AS DIREÇÕES.” Estando o prisma em equilíbrio a somatória de todas as forças na direção X é nula. Px = Py = Ps

17. LEI DE PASCAL • A PRENSA HIDRÁULICA, TÃO CONHECIDA, É UMA IMPORTANTE APLICAÇÃO.

18. Ab Fb = Fa * Aa PRINCÍPIO DA PRENSA HIDRÁULICA Fa = ESFORÇO APLICADO; Fb = FORÇA OBTIDA; Aa = SEÇÃO DO ÊMBOLO MENOR; Ab = SEÇÃO DO ÊMBOLO MAIOR.

19. Ab 36 Fb = Fa * Fb = 50 * Aa 1 PRINCÍPIO DA PRENSA HIDRÁULICA EXEMPLO: RELAÇÃO DAS ÁREAS 36:1. SE FOR APLICADA UMA FORÇA Fa=50 kg: Fb = 1800 kg

20. LEI DE STEVIN PRESSÃO DEVIDA A UMA COLUNA LÍQUIDA. “A DIFERENÇA DE PRESSÃO ENTRE DOIS PONTOS NO INTERIOR DE UM LÍQUIDO É IGUAL À DIFERENÇA DE PROFUNDIDADE VEZES O PESO ESPECÍFICO DO LÍQUIDO”.

21. LEI DE STEVIN *PARA A ÁGUA, g = 1kg/dm3, APROXIMADAMENTE 104 N/m3