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Hidrostática: Densidade x Massa específica, forças e pressões em fluídos

A diferença entre densidade e massa específica é fundamental para compreender as forças e pressões em fluidos. A densidade é a quantidade de matéria por unidade de volume, enquanto a massa específica é a massa por unidade de volume. Esses conceitos desempenham um papel crucial na análise das forças de flutuação, pressão hidrostática e na explicação de fenômenos relacionados aos fluidos na física e engenharia.

DENSIDADE × MASSA ESPECÍFICA

Para estudarmos essa diferença sutil, vamos analisar a seguinte situação: temos dois cubos, um oco e outro maciço, ambos feitos do mesmo material. A densidade do cubo será a massa pelo volume do mesmo, logo, o cubo maciço, como tem mais massa e mesmo volume que o outro, terá uma densidade maior. Porém, se a pergunta for “qual é a massa específica do material?”, será a mesma para os dois casos. Massa específica é a relação entre a massa do material e o volume do material. Cada elemento tem a sua massa específica.

Analisando apenas o cubo oco, como o volume dele é maior que o volume ocupado pelo material, podemos perceber que a sua densidade é menor que a massa específica do material que a compõe.

FORÇAS E PRESSÕES EM FLUIDOS

Vamos considerar fluidos em repouso e sob a ação da gravidade.

As forças exercidas pelo fluido sobre uma superfície com a qual esteja em contato são perpendiculares à superfície.

Isso é percebido facilmente quando fazemos um furo numa bexiga cheia de água ou em um pote de água. Os jatos de água abandonam o recipiente perpendicularmente as paredes.

A pressão num ponto de um fluido sob ação da gravidade e em equilíbrio é a mesma em todas as direções, isto é, seu valor não depende da orientação da superfície usada para medi-la.

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