Hidrostática é o ramo da física que estuda os fluidos em repouso e suas propriedades ligadas à pressão. Ela é uma parte crucial da mecânica dos fluidos, que abarca o estudo sobre o comportamento de fluidos em movimento.
Conceito de fluidos incompressíveis
Um fluido se trata de uma substância que se deforma sempre quando é submetida a uma força tangencial. Isso quer dizer a forma dele pode mudar de modo fácil.
Os fluidos são ainda classificados principalmente em líquidos e gases. Os líquidos contam com um volume definido e não são compressíveis de modo fácil, já os gases ocupam o volume total de um recipiente e são comprimidos de modo fácil.
Densidade, peso específico e pressão
A hidrostática se fundamenta em alguns conceitos importantes. E um desses conceitos é de densidade, que é a quantidade de massa por unidade num volume de um fluido. A densidade é representada com o uso da letra grega “rho” (ρ) e sua medição se dá em quilogramas por metro cúbico (kg/m³).
O peso específico é mais um conceito ligado à densidade e se trata do peso de um fluido por unidade de volume. O peso específico é apresentado pela fórmula ρg, onde g significa a aceleração da gravidade.
Por fim, a pressão é um conceito central na hidrostática e é determinada como a força por unidade de área. Ela tende a ser calculada com a divisão da força aplicada num fluido pela área onde a força é distribuída. A pressão tem a letra “p” para a representar, além do que, ela é medida em pascal (Pa) no Sistema Internacional. A pressão hidrostática se trata da pressão exercida por um fluido em repouso por conta do seu próprio peso.
Lei de Pascal
A Lei de Pascal, formulada por Blaise Pascal, é um princípio essencial na hidrostática. De acordo com essa lei, a pressão exercida num fluido confinado é passada integralmente e de maneira igual em todas as direções. Isso quer dizer que qualquer mudança na pressão aplicada num ponto de um fluido incompressível se alastrar de forma instantânea para todos os pontos de tal fluido.
A Lei de Pascal possui várias aplicações práticas. Por exemplo: na hidráulica, ela é usada com o objetivo de amplificar forças. Ao aplicar uma pequena força numa área pequena, se pode gerar uma força maior numa área maior, valendo-se da expedição da pressão pelo fluido.
Hidrostática e Lei de Pascal
A hidrostática, como explicado, é o ramo da física que analisa os fluidos em repouso, já a Lei de Pascal conta o comportamento da pressão num fluido confinado. A relação entre esses conceitos se encontra intimamente ligada ao princípio fundamental da hidrostática, chamada de princípio de Pascal.
De acordo com o princípio de Pascal, a pressão realizada em um fluido confinado passa integralmente e de maneira igual nas direções.
Essa relação é muito evidente quando se leva em conta um fluido existente num recipiente fechado. Se uma pressão é realizada numa área de superfície do fluido, então essa pressão é passada igualmente para todas as demais partes do fluido e para as paredes de um recipiente.
Por exemplo: se alguém pressionar um êmbolo num cilindro cheio líquido incompressível, a pressão desempenhada no fluido pelo êmbolo será passada igualmente a todas as partes do líquido e também para as paredes do cilindro, não importando o formato do recipiente.
Princípio de Arquimedes e sua importância na hidrostática
O Princípio de Arquimedes é mais um conceito importante relacionado à hidrostática. De acordo com esse princípio, um corpo total ou parcialmente imerso num fluido recebe um empuxo no sentido da vertical seguindo para cima, igual ao peso do fluido deslocado no corpo. O empuxo se trata da força resultante empregada pelo fluido no corpo imerso.
O Princípio de Arquimedes possui vários empregos práticos. Por exemplo: ele relata por que os objetos podem flutuar ou afundar em um fluido, como no caso de um submarino ou uma boia, por exemplo. Mas ainda é importante na navegação, pois contribui para determinar a capacidade de carga de um navio.
Se os fluidos em equilíbrio hidrostático se encontrarem guardados em recipientes abertos, os mesmos se sujeitarão à pressão atmosférica.
A pressão atmosférica se trata da pressão realizada pela atmosfera na superfície da Terra. A mesma é responsável por sustentar colunas de mercúrio em barômetros, que são instrumentos utilizados para medir a pressão atmosférica. O manômetro mede a pressão de fluidos nos recipientes fechados.
Outros conceitos relacionados
Outros termos ligados à hidrostática incluem hidrodinâmica, que analisa os fluidos em movimento, também há a viscosidade, que se traduz na resistência de um fluido ao escoamento, além da compressibilidade, que se trata da capacidade de um fluido ser comprimido, por fim, há a balança hidrostática, que se usa a fim de determinar a densidade de um objeto mergulhado num fluido.
A hidrostática é muito importante em várias áreas, da física a engenharia até a meteorologia e a oceanografia.
SOUSA, Priscila. (7 de Julho de 2023). Hidrostática - O que é, importância, conceito e definição. Conceito.de. https://conceito.de/hidrostatica