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Água em repouso/movimento
(Hidrodinâmica)

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Apresentação
A seqüência de experimentos a seguir tem por finalidade mostrar o comportamento de líquidos quando em repouso e quando em movimento. A situação de movimento é campo da hidrodinâmica; nesse aspecto, as experimentações f, g, h e i são justificações da lei de Bernoulli:

"Ao longo de uma linha de fluxo a expressão [p + (d.v2)/2 + d.p.z] permanece com valor constante."

Na expressão, p é a pressão estática, (d.v2)/2  é a pressão dinâmica e d. p. z é a pressão hidrostática ou de posição.

Material e Montagem

(a) Veja item (a), projeto 57 dessa Sala.
(b) Veja item (b), projeto 57 dessa Sala.
(c) Veja item (c), projeto 57 dessa Sala. Aqui a diferença é o tamanho do tubo de vidro (A) ligado a perna central do T. Agora ele chega acima do nível do fundo aberto da garrafa plástica.

(d) Coloque o dedo vedando a saída do tubinho de látex (3). Preencha a garrafa com água. Observe que, com o líquido em repouso, o nível em (A) é igual ao nível da água na garrafa. Em equilíbrio, pontos de mesma pressão hidrostática pertencem ao mesmo plano horizontal.
(e) Retire o dedo do tubinho (3) e permita o escoamento da água. Repare que, nessa fase, o nível da água em (A) cai praticamente a zero. Na junção do T a velocidade aumentou e, portanto, a pressão total diminuiu (isso é uma variante do tubo de Venturi).

(f) No tubinho de látex (3) encaixe uma junção de vidro e nessa um tubo de borracha (4), plástico ou látex (tripa de mico), de 50 cm de comprimento. Adapte um tubo de vidro (B) de 10 cm na extremidade livre desse longo tubo. Tal tubo, em plástico transparente e flexível é facilmente encontrado em lojas de aquários.
(g) Com o dispositivo na posição ilustrada, preencha a garrafa com água. Repare novamente que, no repouso, os três níveis são, iguais (A, B e garrafa). Chame a atenção do espectador que isso (igualdade dos níveis) é sempre verdade, independentemente dos volumes de água na garrafa, em (A) e em (B). Essa observação curiosa constitui o “paradoxo hidrostático”.

Retire o dedo e permita o escoamento da água. Durante o escoamento repare na nova posição do nível em (A). Veja que a situação é diferente do caso (e). Por quê?

(h) Coloque o tubo (B) na horizontal e mantenha o dedo em B, vedando a saída de água. Observe que os níveis na garrafa e em (A) permanecem iguais e o mesmo do item (g).

(i) Leve o tubo (4) para a posição vertical, permitindo uma maior diferença de pressão hidrostática. O nível em (A) não só cai a zero, como também ar é aspirado. A pressão aí caiu demais, tornou-se “negativa”. Pressão negativa é uma “sucção”. Conceitualmente, pressão negativa não existe!

Viu quanta coisa para mostrar, quanta coisa para estudar e perguntar?



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