Relatório hidrostática - maquinas hidráulicas: a aplicação do principio de pascal

Publicado em 25 de junho de 2012 por Leilany Campos Barreto Campos

 

DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL

PROFESSOR: BRUNO CÉSAR TUTOR: JOSEMBERTO COSTA

TUTOR JOSEMBERTO COSTA

ALUNA: LEILANY CAMPOS BARRETO

MATRICÚLA: 91011111

 

 

 

 

ATIVIDADE 09 - HIDROSTATICA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pombal, 2012

MÁQUINAS HIDRÁULICAS: A APLICAÇÃO DO PRINCÍPIO DE PASCAL

 

 

Leilany Campos Barreto

 

RESUMO

 

Esse trabalho experimental tem por finalidade apresentar em Hidrostática o Principio de Pascal, através dos movimentos dos Fluidos. Por fluido entende-se a matéria em condições de exibir movimento relativo entre as partes que a compõem. Gases e líquidos são exemplos de fluidos. Os fluidos têm a forma do recipiente que ocupam e, portanto, não mantêm a forma. Quando estão sob a ação de forças, ou melhor, pressão, os fluidos escoam com facilidade. O movimento dos fluidos é estudado a partir da sua velocidade em cada um dos seus pontos e da sua densidade. Na Hidrostática estamos interessados nas condições de equilíbrio dos fluidos. Nesse caso admitiremos que a velocidade de cada ponto do fluido é zero.

O experimento proposto e possa visualizar que a força aplicada nas seringas que varia conforme sua área varia. Esse experimento é composto de um kit experimental que contém material simples e de fácil acesso. Portanto, a realização desse artigo se dá por meio de uma atividade prática, estudos e pesquisas em sites da web e para maior compreensão dos conceitos.

Palavra-chave: principio de Pascal. Fluidos. Velocidade. Densidade

 

 

 

       Universidade Federal da Paraíba, Curso de Graduação em Ciências Naturais (Licenciatura a Distância).

        Pólo de Apoio Presencial de Pombal PB “Jario Vieira Feitosa” [email protected].

 

 

ABSTRACT


This experimental work aims at presenting on the Principle of Hydrostatic Pascal,through the movements of fluids. By fluid means the matter in terms of showing the relative movement between the parts that compose it. Examples are gas and liquidfluids. The fluids have the shape of the container they occupy, and therefore do not maintain the shape. When you are under the action of forces, or better, pressure, fluidsdrain easily. The movement of the fluid is analyzed from its velocity in each of its points and its density. In Hydro we are interested in the conditions of equilibrium of fluids. In this case assume that the speed of each point of the fluid is zero.

The experiment can view and suggested that the force applied in syringes that varies according to its area varies. This experiment consists of an experimental kit that contains material simple and easy to access. Therefore, the realization of this article is through a practical activity, studies and research on web sites and to increase understanding of concepts.

 

Keyword: Pascal's principle. Fluids. Speed​​. density

 

 

 

 

 

 

INTRODUÇÃO

 

Há mais de 300 anos, estudando o comportamento dos líquidos, o físico Frances Blaise Pascal (1623-1662) enunciou a seguinte lei, que ficou conhecida como Lei de Pascal:

“A variação de pressão em um liquido em equilíbrio transmite-se integralmente a todos os pontos desse liquido.”

As máquinas hidráulicas são instrumentos capazes de multiplicar forças que estão presentes em nosso cotidiano. Elas estão nos shopping centers, nos veículos automotivos e nos postos de gasolina, por exemplo. Apesar das diferentes aplicações, todas as máquinas hidráulicas têm em comum a possibilidade de serem explicadas a partir do princípio de Pascal.

O princípio de Pascal foi baseado por meio de experimentos com líquidos, e constatou que o aumento de pressão em um ponto do líquido é igual ao aumento provocado em outro ponto. Pascal enunciou esse fato da seguinte forma: “o acréscimo de pressão, em um ponto de líquido em equilíbrio, transmite-se integralmente a todos os pontos deste líquido”. Esse é um princípio muito importante, pois explica o funcionamento das máquinas hidráulicas.

A prensa hidráulica é constituída por um sistema de dois vasos comunicantes, com secções cilíndricas muito diferentes, contendo um líquido, normalmente óleo, e um êmbolo, em cada um dos vasos, assente sobre o líquido. A prensa hidráulica é considerada um dispositivo multiplicador de forças, cujo funcionamento se baseia na Lei de Pascal.

Existem muitas vantagens de se trabalhar com fluido em relação aos sólidos! Para os sólidos a propagação da força é na direção da sua aplicação e só se consegue mudá-la através de engrenagens. Já nos fluidos ela se propaga espontaneamente em todas as direções.

 

 

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

 

Pascal demonstrou que incrementos de preções são transmitidos através de fluidos. E que as aplicações mais comuns são: elevadores de carro, os freios hidráulicos e todos os sistemas hidráulicos e pneumáticos utilizados nas indústrias.

Vamos demonstrar através de um experimento simples como funcionam os elevadores hidráulicos. Mas pra isso precisamos dos seguintes materiais:

  • Uma caixa de papelão pequena - para encaixar as seringas;
  • 01 seringas de 5 ml – servem para substituir o elevador hidráulicos;
  • 1 seringa de 10ml;
  • 01 mangueira de equipossoro – para fazer a conexão com as seringas;
  • 01 carrinho de brinquedos.

Depois de montado todos os equipamentos fazemos os procedimentos necessários, começamos pressionando o êmbolo da seringa pequena até elevar a seringa maior.

Depois seguidamente, pressione o êmbolo da seringa maior até deslocar o êmbolo da seringa menor. Em seguida verifiquemos qual dos êmbolos é mais fácil de deslocar.

Podemos perguntar por que isso acontece? Observem a foto I e II.

 

  

                              Foto I                                                                                     Foto II

Dentro da lei de Pascal, qualquer variação de pressão sofrida por um fluido transmite-se integralmente a todos os pontos do fluido e às paredes do recipiente que o contém. 

Podemos dizer que na pratica quando existe um dispositivo com dois êmbolos, sendo um maior e outro menor, quando se aplica uma força no êmbolo menor, a pressão no interior do fluido assume o mesmo valor para todos os pontos.

Esta pressão é integralmente transmitida ao êmbolo maior fazendo com que este fique sujeito a uma força de maior intensidade.

Vamos analisar, define-se pressão como, sendo F a força que actua na superfície de área A.

Se dois êmbolos 1 e 2, como consequência da lei de pascal, estão sujeitos à mesma pressão, então podemos escrever:

Ao realizarmos o experimento vimos que a lei de pascal é uma consequência da Equação Fundamental da Hidrostática e pode ser utilizada na prensa hidráulica, nos pneus, no macaco hidráulico e noutros sistemas semelhantes a estes.

Podemos também dizer que na prensa hidráulica a Lei de Pascal torna-se muito útil, pois permite transformar forças pequenas em forças grandes.

Vamos mostrar isso em aplicações:

A expressão anterior permite concluir que se o êmbolo 1 tiver uma área de secção pequena e a superfície 2 uma área grande, então, para que a igualdade anterior se mantenha, a uma força de pequena intensidade irá se opor uma força, de grande intensidade.
como exemplo podemos referir que se: (que equivale ao peso correspondente a uma massa de 1 kg) a força que se levanta no êmbolo 2 será de 100000 N (que corresponde a uma massa d e 10000 kg).

Ao término desse experimento observamos que a prensa hidráulica é constituída por um sistema de dois vasos comunicantes, com secções cilíndricas muito diferentes, contendo um líquido, normalmente óleo, e um êmbolo, em cada um dos vasos, assente sobre o líquido. A prensa hidráulica é considerada um dispositivo multiplicador de forças, cujo funcionamento se baseia na Lei de Pascal.

Existem muitas vantagens de se trabalhar com fluido em relação aos sólidos! Para os sólidos a propagação da força é na direção da sua aplicação e só se consegue mudá-la através de engrenagens. Já nos fluidos ela se propaga espontaneamente em todas as direções.


CONCLUSÃO

 

Ao realizarmos esse experimento observamos que estudar física na pratica é muito mais fácil para um bom entendimento. E vimos que o Principio de Pascal nada mais é do que uma força de intensidade F aplicada sobre o pistão de menor área provocará um acréscimo de pressão no líquido, de forma que esse acréscimo vai se distribuir por todos os pontos do fluido até chegar ao pistão de maior área. Ao alcançar este, surgirá uma força de baixo para cima fazendo com que o objeto que está do outro lado seja suspenso. Esse princípio de funcionamento se aplica aos freios hidráulicos dos automóveis, presa hidráulica, etc.

 

BIBLIOGRAFIA

YURI, Valdyr Soares L. Cavalcante. et. al. Hidrostática. Ciências Naturais. Ed. Universitária UFPB. João Pessoa. Ed. Universitária UFPB, 2012. pp.235-236.

AZENHA, Regina Bonjorno. et. al. Física completa: volume único; ensino médio. 2 ed. São Paula: FDT, 2001. PP.333-344.

BARROS, Carlos; PAULINO, Wilson. Ciências. 4. Ed. São Paulo: Ática, 2009. PP. 120-135.

SITES VISITADOS

<http://www.brasilescola.com/fisica/principio-de-pascal.htm> Acesso em 17/05/2012.

<http://pt.wikipedia.org/wiki/Princ%C3%ADpio_de_Pascal> Acesso em 17/05/2012.

<http://www.escoladavida.eng.br/mecflubasica/aulasfei/22010/aula4_lab.pdf> Acesso em 17/05/2012.

<http://www.colegioweb.com.br/fisica/lei-de-pascal-1663.html> Acesso em 17/05/2012.