Tutoriais básicos de física

Artigo sobre a equação de Poiseuille

A equação de Poiseuille foi descoberta por Jean Louis Marie Poiseuille (1799-1869). Como explicado, cada fluido pode ser considerado um fluido ideal. O fluido ideal não possui viscosidade. Se assumirmos que um fluido ideal escoa em um tubo, cada parte do fluido se move à mesma velocidade (v). Ao contrário do fluido ideal, o fluido real que encontramos no dia a dia possui viscosidade. Por ter viscosidade, ao escoar em um tubo, por exemplo, a velocidade de cada parte do fluido varia. A camada de fluido que está no meio se move mais rapidamente (v maior), enquanto a camada de fluido aderida ao tubo não se move (v = 0). Portanto, do meio para a borda do tubo, cada parte do fluido se move a velocidades diferentes. Para facilitar a compreensão, observe a imagem abaixo.

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Os fluidos, tanto líquidos quanto gasosos, de diferentes tipos, possuem diferentes níveis de viscosidade. A viscosidade é o atrito entre as moléculas que compõem um fluido. Assim, as moléculas criam atrito no fluido quando este flui. Nos líquidos, a viscosidade é causada pelas forças de coesão (forças de atração entre moléculas semelhantes). Já nos gases, a viscosidade é causada pelas colisões entre as moléculas.

Fluidos líquidos são mais fáceis de fluir, como a água, por exemplo. Por outro lado, fluidos viscosos são mais difíceis de fluir, como o óleo, por exemplo. Você pode comprovar isso derramando água e óleo sobre uma superfície inclinada. A água flui mais rápido que o óleo. O nível de viscosidade de um fluido também depende da temperatura. Quanto maior a temperatura do líquido, menos viscoso ele é. Por exemplo, quando uma mãe frita peixe na cozinha, o óleo de cozinha, que inicialmente engrossa, torna-se mais líquido ao ser aquecido. Por outro lado, quanto maior a temperatura de uma substância gasosa, mais viscoso ela é.

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Força de Coesão e Adesão

A força de coesão é uma força de atração entre moléculas de uma mesma substância, enquanto a força de atração entre moléculas de substâncias diferentes é chamada de força de adesão. Por exemplo, quando colocamos água em um copo, a coesão ocorre quando as moléculas de água se atraem, enquanto a adesão ocorre quando as moléculas de água e as moléculas do copo se atraem.

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Você já brincou de bolhas de sabão? Bolhas de sabão redondas. Divertido. Dá para soprar. Depois de voar, as bolhas estouram. Uau, é divertido, uma brincadeira de infância. Por que as bolhas de sabão são redondas?

Por favor, acorde pela manhã e observe as folhas ao redor da casa. Observe as gotas de orvalho presas às folhas. É estranho; as gotas de orvalho são redondas. Como isso é possível?

A tensão superficial ocorre porque a superfície do líquido tende a se contrair, ficando semelhante a uma membrana fina. Isso é influenciado pela força de coesão entre as moléculas de água. Para melhor compreender essa explicação, considere a seguinte ilustração. Vamos analisar o líquido em um recipiente.

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Artigo sobre o princípio de Arquimedes

Um navio com uma massa enorme não afunda, enquanto uma pedra de tamanho pequeno pode afundar. Por quê? A resposta é simples se você entender o conceito de flutuabilidade e o princípio de Arquimedes.

No dia a dia, percebemos que objetos imersos em um fluido, como uma pedra, têm um peso menor do que quando não estão em contato com o líquido. Pode ser difícil levantar uma pedra do chão, mas a mesma pedra é erguida sem esforço do fundo do mar. Isso se deve à força de empuxo. O empuxo ocorre devido às diferenças de pressão do fluido em diferentes profundidades. A pressão do fluido aumenta com a profundidade; quanto mais denso o fluido, maior a pressão. Quando um objeto é imerso em um fluido, haverá uma diferença de pressão entre o fluido acima do objeto e o fluido abaixo do objeto. O fluido abaixo do objeto tem uma pressão maior do que o fluido acima do objeto.

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Artigo sobre o princípio de Pascal

Como funciona o princípio de um elevador hidráulico para levantar um carro? Qual é o princípio de funcionamento dos freios hidráulicos quando usados ​​para reduzir a velocidade do carro? Para entender isso, estude o Princípio de Pascal.

Todo fluido exerce pressão sobre todos os objetos que entram em contato com ele. A água que colocamos no copo exerce pressão sobre a parede do copo. Da mesma forma, se tomarmos banho em uma piscina ou no mar, a água da piscina ou do mar também exerce pressão sobre todo o nosso corpo.

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Artigo sobre pressão em fluidos

Em física, a pressão é definida como a força por unidade de área, onde a direção da força é perpendicular à área da superfície. Matematicamente, a pressão é expressa pela equação P = F / A, onde P = pressão, F = força e A = área da superfície. A unidade de força (F) é o Newton (N), e a unidade de área é o metro quadrado (m² ⁾ . Como a pressão é a força por unidade de área, sua unidade é N/m² ^. Outro nome para N/m² ^é Pascal (Pa). O Pascal foi escolhido como unidade de pressão em homenagem a Blaise Pascal.

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Artigo sobre densidade e gravidade específica

Densidade

Uma característica importante de uma substância é a densidade. Densidade é a razão entre a massa e o volume. Matematicamente, isso significa:

ρ = m/V

ρ (rho) é uma letra grega comumente usada para expressar densidade, m é a massa e V é o volume. A densidade de um fluido homogêneo é diferente da densidade de um sólido homogêneo. O ferro, por exemplo, tem a mesma densidade em todas as suas partes. Na atmosfera terrestre, quanto mais alta a atmosfera em relação à superfície da Terra, menor a sua densidade, enquanto que na água do mar, quanto mais profunda a água do mar, maior a sua densidade. A densidade de um fluido homogêneo pode depender de fatores ambientais como temperatura e pressão.

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Artigo sobre as aplicações do princípio de Bernoulli e da equação de Bernoulli.

Teorema de Torricelli

Uma das aplicações da equação de Bernoulli é calcular a velocidade de um líquido ao sair do fundo de um recipiente (ver figura).

Aplicamos a equação de Bernoulli no ponto 1 (superfície do recipiente) e no ponto 2 (superfície do orifício). Como o diâmetro do orifício no fundo do recipiente é muito menor que o diâmetro do recipiente, a velocidade do líquido na superfície do recipiente é considerada zero (v₁ ₌ 0). A superfície do recipiente e a superfície do orifício estão abertas, de modo que a pressão é igual à pressão atmosférica (P₁ ₌ P₂ ₎ . Assim, a equação de Bernoulli para este caso é:

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Artigo sobre o princípio de Bernoulli e a equação de Bernoulli

Quando andamos de moto, as roupas que vestimos ficam estufadas para trás. Às vezes, se o vento sopra forte, a porta pode se fechar sozinha. Embora o vento esteja soprando do lado de fora da casa, a porta está do lado de dentro.

Isso pode ser explicado usando o princípio de Bernoulli. Daniel Bernoulli (1700-1782) descobriu um princípio que pode ser usado para explicar o fenômeno acima.

Princípio de Bernoulli

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