HIDROSTÁTICA - PARTE I

A Hidrostática é a parte da Física que estuda os fluídos (tanto líquidos como os gasosos) em repouso, ou seja, que não estejam em escoamento (movimento).

O estudo do comportamento dos fluidos em repouso incluem as forças que esses fluídos exercem sobre corpos neles imersos, seja em imersão parcial, como no caso de objetos flutuantes, como os totalmente submersos.

Abaixo segue, algumas definições importantes:


1. Massa Específica; Densidade

Ao se afirmar que a massa específica da água é de 1000 kg/m³ estamos informando que 1 m³ de água possui uma massa de 1000 kg. Isto nos permite deduzir a definição de massa específica, que é a relação entre a massa e o volume ocupado por essa massa:

A massa específica é definida para corpos homogêneos. Já para os corpos não homogêneos essa relação é denominada densidade:

2. Pressão

A pressão é definida como a aplicação de uma força distribuída sobre uma área:

A unidade de medida da pressão é newton por metro quadrado (N/m²). A pressão pode também ser exercida entre dois sólidos. No caso dos fluídos o newton por metro quadrado é também denominado pascal (Pa).

Pressão atmosférica – A atmosfera é composta de vários gases, que exercem pressão sobre a superfície da Terra. Ao nível do mar, tem-se: patm = 1,01 . 10⁵ N/m² = 1,01 . 10⁵ Pa.

O MOVIMENTO UNIFORME- MU

Os movimentos uniformes são os movimentos onde a velocidade de um corpo não varia no decorrer do tempo, isto é, o movimento tem velocidade constante, com o corpo percorrendo deslocamentos iguais em um mesmo intervalo de tempo, independente da forma da trajetória.

A figura a seguir representa um movimento uniforme, em trajetória retilínea, com velocidade escalar constante de 4 m/s.

Observe que a cada 1 s o móvel cumpre deslocamentos escalares iguais de 4 m.

No movimento uniforme, a velocidade escalar instantânea é constante e diferente de zero, sendo igual à velocidade escalar média.

Função Horária

A função horária, é a função matemática que rege o movimento uniforme, determinado no decorrer do tempo a posição do móvel.

 Diagrama Horário do Deslocamento

A representação gráfica, da função horária, é uma função do primeiro grau.Y= ax+b;

A função é crescente quando o movimento é progressivo, isto é v>0, ou decrescente quando v<0.

 Diagrama Horário da Velocidade Escalar

Como no movimento uniforme a velocidade linear é constante positiva ou negativa, podemos representá-la através do diagrama horário abaixo:

Propriedade

A variação de espaço (s) de um movimento uniforme, num intervalo de tempo (t), é dada por: 

Geometricamente, isto corresponde à área sob o gráfico  x t.

PONTO MATERIAL, CORPO EXTENSO E MOVIMENTO

Um corpo é considerado ponto material, quando suas dimensões físicas podem ser desprezadas para se descrever e estudar seus movimentos. Por exemplo se observamos o vôo de um avião numa rota Pernambuco - São paulo, suas dimensões serão desprezíveis no percurso, entretanto caso seja observado seu movimento em terra, numa pista, isto não será possível logo ele será tratado como o que chamamos de Corpo Extenso.

Para tratarmos de movimento, em primeiro lugar precisamos entender o conceito de referencial. O referencial, é ponto de vista do observador ao tratar a trajetória do movimento. No caso de um percurso de um ônibus numa rua, para uma pessoa que está fora da rua, o veiculo está em movimento, pois tanto pode se aproximar ou se afastar dele, mas para um passageiro do ônibus o mesmo esta em repouso. Logo a importância do conceito de referencial.

                                                       Figura 1:  Referencial de um movimento

Então movimento é a mudança de posição de um corpo no decorrer do tempo, em relação a um diferencial. Este movimento é descrito por uma trajetória que é nada menos o registro da mudança deste movimento.

                                             Figura 2: Trajetória de um  automóvel no decorrer do tempo.

Para descrever e estudar matematicamente o movimento de um ponto material, precisamos utilizar um sistema de coordenadas. 

                                                Figura 3: Sistema de coordenadas cartesianas

 Esta forma de estudo do movimento é conhecido como Cinemática.