Grade 11
  1. Mecânica  1.1. dinâmicas  1.1.1. Movimento em uma dimensão  1.1.2. Movimento em duas e três dimensões  1.1.3. Deslocamento e Distância  1.1.4. Velocidade e Rapidez  1.1.5. Aceleração e desaceleração  1.1.6. Análise gráfica do movimento  1.1.7. Equações do movimento (derivações avançadas)  1.1.8. Queda livre e velocidade terminal  1.1.9. Movimento de projéteis  1.1.10. Velocidade relativa em uma e duas dimensões  1.1.11. Movimento de um carro em um plano inclinado  1.2. Dinâmica  1.2.1. As leis do movimento de Newton e suas aplicações  1.2.2. Inércia e a primeira lei de Newton  1.2.3. Força e tipos de força  1.2.4. Atrito estático e cinético  1.2.5. Movimento circular e aceleração centrípeta  1.2.6. Movimento circular não uniforme  1.2.7. Bancagem de estradas e curvas  1.2.8. Momento e Impulso  1.2.9. Conservação do momento em uma e duas dimensões  1.2.10. Aplicações da Terceira Lei de Newton  1.3. Work, Energy and Power  1.3.1. Trabalho realizado por uma força constante e variável  1.3.2. Teorema trabalho-energia  1.3.3. Energia cinética e potencial  1.3.4. Energia potencial gravitacional e elástica  1.3.5. Conservação da energia mecânica  1.3.6. Poder e potência instantânea  1.3.7. Eficiência das máquinas  1.3.8. Trabalho realizado por forças conservativas e não conservativas  1.4. Movimento rotacional  1.4.1. Torque e aceleração angular  1.4.2. Equilíbrio rotacional  1.4.3. Momento de inércia e suas aplicações  1.4.4. Momento angular e sua conservação  1.4.5. Energia cinética de movimento de rotação e rotação  1.4.6. Teorema dos Eixos Paralelos e Perpendiculares  1.4.7. Dinâmica do movimento rotacional
  2. Gravitational force  2.1. Gravitação universal  2.1.1. Lei da gravitação universal de Newton  2.1.2. Campo gravitacional e potencial  2.1.3. Mudança na aceleração devido à gravidade  2.1.4. Leis do movimento planetário de Kepler  2.1.5. Mecânica orbital e satélites  2.1.6. Velocidade de escape e velocidade orbital  2.1.7. Ausência de peso e queda livre  2.1.8. Energia potencial gravitacional e energia em órbitas  2.1.9. Buracos negros e lente gravitacional
  3. Propriedades da matéria  3.1. Mecânica dos fluidos  3.1.1. Densidade e pressão em líquidos  3.1.2. A teoria de Pascal e aplicações  3.1.3. O Princípio de Arquimedes e a flutuação  3.1.4. A equação de Bernoulli e aplicações  3.1.5. Equação de continuidade e o efeito Venturi  3.1.6. Tensão superficial e capilaridade  3.1.7. Viscosidade e Lei de Poiseuille  3.1.8. Número de Reynolds e turbulência  3.2. Elasticidade e deformação  3.2.1. Lei de Hooke e a relação tensão-deformação  3.2.2. Módulo de elasticidade e aplicações  3.2.3. Deformação e limite de escoamento de sólidos
  4. Física térmica  4.1. Calor e temperatura  4.1.1. Propriedades termométricas e escala de temperatura  4.1.2. Expansão térmica de sólidos, líquidos e gases  4.1.3. Sistema de transferência de calor  4.1.4. Capacidade calorífica específica e calorimetria  4.1.5. Calor latente e mudança de fase  4.2. Kinetic theory of gases  4.2.1. Modelo molecular dos gases  4.2.2. Explicação cinética da temperatura  4.2.3. Equação do Gás Ideal e Desvios  4.2.4. Caminho livre médio e distribuição de Maxwell-Boltzmann  4.3. Leis da Termodinâmica  4.3.1. Lei Zero e Equilíbrio Térmico  4.3.2. Primeira Lei e Energia Interna  4.3.3. A Segunda Lei e Entropia  4.3.4. Ciclo de Carnot e motores térmicos  4.3.5. Refrigeradores e Bombas de Calor
  5. Ondas e oscilações  5.1. Movimento Harmônico Simples  5.1.1. Equações do MHS  5.1.2. Energia no MHS  5.1.3. Oscilações amortecidas e forçadas  5.1.4. Ressonância e aplicações  5.1.5. Pêndulo e sistema massa-mola  5.2. Movimento ondulatório  5.2.1. Tipos de ondas mecânicas  5.2.2. Movimento das ondas e transporte de energia  5.2.3. Princípio da Superposição e Ondas Estacionárias  5.2.4. Reflexão, Refração e Difração  5.2.5. Efeito Doppler em som e luz  5.2.6. Pulsos e interferência
  6. Eletricidade e Magnetismo  6.1. Eletrostática  6.1.1. Carga elétrica e conservação  6.1.2. A lei de Coulomb e suas aplicações  6.1.3. Campo elétrico e fluxo elétrico  6.1.4. Potencial elétrico e energia potencial  6.1.5. Capacitance and Energy Stored in a Capacitor  6.2. Eletricidade Atual  6.2.1. Lei de Ohm e resistência elétrica  6.2.2. Resistência e dependência de temperatura  6.2.3. Leis de Kirchhoff e Análise de Circuitos  6.2.4. Potência elétrica e eficiência  6.2.5. Combinação de resistores  6.3. Magnetismo e Eletromagnetismo  6.3.1. Campos magnéticos e suas fontes  6.3.2. Força magnética em cargas em movimento  6.3.3. Indução eletromagnética  6.3.4. Leis de Faraday e Lenz  6.3.5. Indutância e Transformador  6.3.6. Corrente alternada e suas aplicações
  7. Óptica  7.1. Reflexão e Refração  7.1.1. leis da reflexão e refração  7.1.2. Espelhos e lentes  7.1.3. Reflexão interna total e fibra óptica  7.2. Óptica de ondas  7.2.1. Interferência e Difração  7.2.2. Experimento da dupla fenda de Young  7.2.3. Polarização da luz
  8. Física Moderna  8.1.1. Efeito fotoelétrico e a teoria de Einstein  8.1.2. Dualidade onda-partícula  8.1.3. Princípio da Incerteza de Heisenberg  8.1.4. Compton Effect  8.2. Física Atômica e Nuclear  8.2.1. Modelo atômico e níveis de energia  8.2.2. Decaimento radioativo e meia-vida  8.2.3. Fissão Nuclear e Fusão
  9. Eletrônica e Comunicação  9.1. Semicondutores  9.1.1. junção pn e diodo  9.1.2. Transistores e Portas Lógicas  9.1.3. Circuitos Integrados e Aplicações  9.2. Sistemas de Comunicação  9.2.1. Noções básicas de Comunicação Analógica e Digital  9.2.2. Comunicação Sem Fio e Óptica  9.2.3. Modulação e Demodulação

Grade 11 → Propriedades da matéria → Mecânica dos fluidos ↓


Densidade e pressão em líquidos


No mundo da física, compreender as propriedades dos fluidos é vital em muitos aspectos da vida cotidiana e dos processos industriais. As duas principais propriedades que descrevem o comportamento dos fluidos são a densidade e a pressão. Essas propriedades nos ajudam a entender como os fluidos fluem, interagem com seus ambientes e suportam forças.

Densidade

A densidade é um conceito fundamental que descreve quanta massa está contida em uma determinada unidade de volume de uma substância. É uma medida de quão compactada está a matéria. A fórmula para densidade ((rho)) é expressa como:

[ rho = frac{m}{V} ]

Onde:

  • ( m ) = massa do objeto (geralmente em quilogramas)
  • ( V ) = volume do objeto (geralmente em metros cúbicos)

Vamos tomar a densidade da água como um exemplo específico. A densidade da água pura em temperatura ambiente é de cerca de ( 1000 , text{kg/m}^3 ). Isso significa que um metro cúbico de água tem uma massa de cerca de 1000 quilogramas.

Visualização da densidade

Imagine dois recipientes de igual volume: um cheio de água e o outro com óleo. A água é mais densa que o óleo, portanto, o óleo flutua na água. As moléculas na água estão mais próximas umas das outras do que no óleo.

Água Óleo

Pressão

A pressão é a força exercida por um fluido por unidade de área nas paredes de seu recipiente ou em qualquer superfície com a qual entra em contato. É uma quantidade escalar, o que significa que tem magnitude, mas nenhuma direção. A fórmula para pressão (P) é:

[ P = frac{F}{A} ]

Onde:

  • ( F ) = força aplicada (em Newtons)
  • ( A ) = área sobre a qual a força é aplicada (em metros quadrados)

Considere uma situação onde um mergulhador está debaixo d'água. A pressão que eles sentem é devido ao peso da água acima deles. À medida que o mergulhador desce, há mais água acima, então mais pressão é exercida. É por isso que os mergulhadores precisam de equipamentos especiais para ir a grandes profundidades com segurança.

Visualizando a pressão

Imagine uma seringa cheia de água. Ao pressionar o êmbolo, a pressão dentro da seringa aumenta, forçando a saída da água.

Água

Relação entre densidade e pressão

A relação entre densidade e pressão em um fluido está entrelaçada através dos conceitos de estática e dinâmica dos fluidos. Quando um fluido está em repouso, a pressão em qualquer ponto dentro do fluido é afetada pela densidade do fluido. Esta relação é expressa na equação para pressão hidrostática:

[ P = rho cdot g cdot h ]

Onde:

  • ( rho ) = densidade do líquido
  • ( g ) = aceleração devido à gravidade (aproximadamente ( 9.81 , text{m/s}^2 ))
  • ( h ) = altura da coluna de líquido acima do ponto de medição

Considere um exemplo onde você tem um tanque cheio de água, e você quer calcular a pressão no fundo do tanque. Se a altura da coluna de água for 5 metros:

[ P = 1000 , text{kg/m}^3 cdot 9.81 , text{m/s}^2 cdot 5 , text{m} = 49050 , text{Pa} ]

Assim, a pressão no fundo do tanque é 49050 Pascal.

Aplicações na vida real

Compreender a densidade e a pressão é importante para a engenharia, meteorologia, biologia e muitos outros campos. Aqui estão alguns exemplos:

Flutuação

Objetos flutuam ou afundam em fluidos dependendo de sua densidade relativa ao fluido. Os navios flutuam porque são menos densos que a água, devido aos espaços preenchidos com ar dentro deles.

Navio

Pressão atmosférica

A pressão atmosférica diminui com a altitude porque a densidade do ar diminui. É por isso que os alpinistas carregam cilindros de oxigênio ou têm dificuldade para respirar em grandes altitudes.

Sistemas hidráulicos

Dispositivos como freios de carro e máquinas pesadas usam o princípio da pressão em fluidos. Quando a pressão é aplicada em um ponto, ela é transmitida a outros pontos dentro do fluido sem ser reduzida, permitindo uma multiplicação eficiente da força.

Conclusão

Densidade e pressão são aspectos fundamentais da mecânica dos fluidos, que nos ajudam a entender e aproveitar o poder dos fluidos em muitas aplicações científicas e práticas. Desde a compreensão da flutuabilidade até a construção de barragens, os princípios de densidade e pressão são importantes tanto para a física teórica quanto para a engenharia.


Grade 11 → 3.1.1


U
username
0%
concluído em Grade 11

← Anterior (3.1)
Mecânica dos fluidos
Próximo (3.1.2) →
A teoria de Pascal e aplicações

Comentários 



Densidade e pressão em líquidos

https://www.physicsflow.com/g11/3.1.1?pfal=pt