Manual Conciso de Física

Fórmulas das principais seções

Hidrodinâmica

um ramo da física que estuda o movimento dos fluidos e sua interação com corpos sólidos e forças externas (por exemplo, gravidade ou pressão)

1. Pressão em Mecânica

Definição Geral de Pressão:

Fórmula da pressão como a relação entre a força e a área da superfície

p= F S
O que significa esta fórmula?

A pressão é a força que atua sobre cada unidade de área. Quanto menor a área de contato para a mesma força, maior será a pressão criada. A unidade de medida é o Pascal (Pa).

Pressão Hidrostática (em fluido):

Fórmula da pressão do fluido a uma profundidade: produto da densidade, da aceleração da gravidade e da profundidade

p=ρ·g·h
O que significa esta fórmula?

Esta pressão é criada em um fluido devido ao seu peso. Quanto mais profundo, maior a altura da coluna de fluido e maior a pressão. Depende da densidade da substância, da aceleração da gravidade e da profundidade do ponto.

2. Leis de Fluxo de Fluidos

Vazão Volumétrica:

Fórmula para a vazão volumétrica de fluido como o produto da velocidade de fluxo e a área da seção transversal

Q=v·S
O que significa esta fórmula?

A fórmula mostra quanto volume de fluido passa por uma seção transversal por unidade de tempo. A vazão depende da velocidade de fluxo e da área da seção transversal do tubo. Unidades de medida — m³/s.

Continuidade de Fluxo em Seções Estreitas:

Fórmula de continuidade do fluxo de fluido em seções com seção transversal variável

S1·v1 = S2·v2
O que significa esta fórmula?

Se o fluxo de fluido é conservado, então à medida que o tubo se estreita, a velocidade aumenta. Esta fórmula reflete a lei de conservação do volume: o que entra, sai.

3. Equação de Bernoulli (para um fluido ideal)

Balanço Energético ao Longo do Fluxo:

Fórmula de Bernoulli: a soma da pressão, a energia cinética e a energia potencial em uma seção de fluxo permanece constante

p+ ρ·v2 2 +ρ·g·h =const
O que significa esta fórmula?

A equação de Bernoulli expressa a conservação da energia total de um fluxo: a soma da pressão, da energia cinética e da energia potencial se conserva ao longo da corrente. Aplicável a um fluido ideal (sem viscosidade), o fluxo deve ser constante.

Quanto maior a velocidade, menor a pressão, e vice-versa. Este efeito é a base do funcionamento de aviões, carburadores e sistemas hidráulicos.

4. Lei de Pascal

Quando se aplica pressão externa a um fluido (ou gás) em um volume fechado, esta é transmitida sem diminuição em todas as direções e a cada ponto do volume.

O que significa isto na prática?

Graças à lei de Pascal, funcionam as prensas hidráulicas, os freios, os macacos e outros sistemas. Uma pequena força sobre uma pequena área pode ser transmitida como uma grande força sobre uma grande área, sem perda de pressão.

💡 A lei de Pascal também pode ser considerada uma consequência da lei de conservação da energia: a pressão não desaparece nem aparece arbitrariamente, mas simplesmente é transmitida. Além disso, é válida não apenas para líquidos, mas também para meios compressíveis, por exemplo, gases.