Baixe Hidráulica de Condutos Livres e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Civil, somente na Docsity! Generalidades Hidráulica de Condutos Livres 1 1. GENERALIDADES 1.1. Conceitos Básicos a) Grandezas Físicas e Unidades de Medida Grandeza é a denominação que se dá a uma quantidade física. Exemplos: comprimento, massa, temperatura, tempo. Unidades são nomes arbitrários relacionados às grandezas físicas adotadas como padrões. Exemplos: metro, tonelada, galão, polegada, segundo. Num sistema de unidades, as grandezas podem ser divididas com grandezas básicas (adotadas) e grandezas derivadas. Na Engenharia, tradicionalmente usa-se o Sistema MKS técnico (MKS*) ou Sistema Gravitacional que adota, como grandezas básicas, força, comprimento e tempo (em quilograma- força (kgf), metro (m) e segundo (s), respectivamente). Dimensionalmente, FLT. Em 1960, uma convenção internacional criou o Sistema Internacional de Unidades (SI) que foi adotado na maioria dos países. É um sistema do tipo MLT, ou seja, massa, comprimento e tempo são as grandezas básicas. As unidades são dadas por quilograma (kg), metro (m) e segundo (s). No sistema MKS técnico a massa é dada em u.t.m. ou unidade técnica de massa. A relação entre kg e utm é de 1:9,8, ou seja, 1 utm vale 9,8 kg. O sistema MKS* vem sendo abandonado gradativamente, mesmo na Engenharia. O quadro abaixo apresenta as grandezas do SI mais utilizadas: Tabela 1.1. Grandezas Básicas e Derivadas do SI Grandeza Denominação Símbolo Expressão comprimento metro m básica massa quilograma kg básica tempo segundo s básica força newton N Kg.m/s2 pressão pascal Pa N/m2 = kg/ms2 energia joule J N.m = kg.m2/s2 potência watt W N.m/s = kg.m2/s3 b) Força e Pressão Força é sinônimo de esforço. Por exemplo, o esforço feito para se empurrar um carro. A unidade de medida de força, no sistema MKS técnico (MKS*), é o quilograma-força (kgf). No Sistema Internacional de Unidades (SI), é o Newton (N). No SI a força é uma grandeza derivada. Sua expressão é dada por: F = m.a (massa x aceleração) Nsmkg =2/. ... (1.1) Peso é a força com que os objetos são atraídos para o centro da Terra, com aceleração gravitacional (g). Portanto Peso é Força, tendo, pois, a mesma dimensão: quilograma-força ou Newton. A expressão: “pesa tantos quilos” é errada! Quilo é unidade de massa e não de força; a unidade correta é kgf ou N. A massa de um objeto é expressa em quilos, no SI. Massa é uma propriedade da matéria. Generalidades Hidráulica de Condutos Livres 2 Pressão é força distribuída por uma unidade de área. Por exemplo, um faquir se deitando numa cama de pregos e uma pessoa comum deitando num colchão de espuma apresenta, de diferente, a superfície de contato e, conseqüentemente, a pressão. área força pressão = (N/m²) ... (2.1) Unidade no SI: Pascal = Pa = N/m² ou 2 2. m s mkg c) Peso e Massa Massa é uma propriedade da matéria; é a inércia que o corpo oferece ao movimento. Peso é a ação (força) exercida num corpo pela ação da gravidade, representada como: P = m.g ... (3.1) Exemplo: para um corpo de 50 kg de massa, o seu peso será: P = 50 kg x 9,8 m/s2 = 490 kg.m/s2 ou 490 N. No sistema MKS* o seu peso será: P = 8,9 8,9 50 x = 50 kgf. Portanto, a relação entre as duas unidades de força é: 1 kgf = 9,8 N ... (4.1) d) Propriedades Físicas dos Líquidos • Massa Específica (ρ) V m=ρ ... (5.1) Exemplos: - mercúrio: ρHg = 13.600 kg/m3 - água: ρH2O = 1.000 kg/m3 - gelo: ρgelo = 920 kg/m3 • Peso específico (γ) γ = ρg ... (6.1) Para água: γ = 1000 x 9,8 = 9.800 N/m3 (SI) ou γ = 3/10008,9 8,9 1000 mkgfx = (MKS*) • Densidade Relativa (δ) É a relação entre a massa específica de um material e a massa específica de uma substância de referência. No caso dos líquidos, a substância de referência é a água. É uma quantidade adimensional (sem dimensão).
