Defina pressão, peso, peso específico, densidade, densidade específica, massa, massa específica e volume em mecânica dos fluidos.

Passo 1

O enunciado pede definições claras e aplicáveis, em mecânica dos fluidos, para os seguintes termos: pressão, peso, peso específico, densidade, densidade específica, massa, massa específica e volume.
Informações dadas: nenhuma além dos nomes; portanto vou dar definições, fórmulas, unidades, explicar as variáveis envolvidas e mostrar exemplos numéricos simples para que você consiga aplicar na prova.

Passo 2

Pressão. Definição e fórmula:
\text{pressão} = \frac{\text{força}}{\text{área}}=\frac{F}{A}.ãçá
Explicação: pressão mede a intensidade da força aplicada por unidade de área sobre uma superfície.
Variáveis:
  • F é a força normal à superfície, em newtons (\text{N}).
  • A é a área sobre a qual a força age, em metros quadrados (\text{m}^2).
    Unidade SI: pascal (\text{Pa}), onde 1\\ \text{Pa}=1\\ \text{N}/\text{m}^2.
    Comentário prático: em fluidos aparece a pressão devido ao peso do fluido — pressão hidrostática:
p=p_0+\rho g h,
onde p_0 é a pressão na superfície (ou pressão de referência), \rho é a densidade do fluido, g a aceleração da gravidade e h a profundidade vertical medida da superfície até o ponto considerado. Expliquei cada variável para você poder usar essa fórmula direto na prova.

Passo 3

Peso. Definição e fórmula:
\text{peso}=W=m g.
Explicação: peso é a força gravitacional que atua sobre uma massa.
Variáveis:
  • m é a massa do corpo, em quilogramas (\text{kg}).
  • g é a aceleração gravitacional local (aprox. 9{,}81\\ \text{m}/\text{s}^2 na Terra).
    Unidade: newton (\text{N}).
    Exemplo rápido: para m=2\\ \text{kg},
W=2\cdot 9{,}81=19{,}62\\ \text{N}.

Passo 4

Peso específico (também chamado de peso volumétrico). Definição e fórmula:
\text{peso específico}=\gamma=\frac{W}{V}=\rho g.í
Explicação: é o peso por unidade de volume; relaciona a densidade e a gravidade.
Variáveis:
  • W peso do fluido (N), V volume (m ^3), \rho densidade (kg/m ^3).
    Unidade: newton por metro cúbico (\text{N}/\text{m}^3).
    Exemplo: água com \rho=1000\\ \text{kg}/\text{m}^3,
\gamma=1000\cdot 9{,}81=9810\\ \text{N}/\text{m}^3.

Passo 5

Densidade (massa por volume). Definição e fórmula:
\text{densidade}=\rho=\frac{m}{V}.
Explicação: diz quanta massa existe por unidade de volume do material/fluid.
Variáveis:
  • m massa (kg), V volume (m ^3).
    Unidade SI: quilograma por metro cúbico (\text{kg}/\text{m}^3).
    Uso prático: com \rho você calcula massa a partir de volume e vice-versa:
m=\rho V,\qquad V=\frac{m}{\rho}.
Exemplo: V=0{,}002\\ \text{m}^3 (2 L) de água tem
m=1000\cdot 0{,}002=2\\ \text{kg}.

Passo 6

Densidade específica (interpretação mais usada: densidade relativa ou gravidade específica). Definição e fórmula:
\text{densidade específica (ou gravidade específica)}=s=\frac{\rho}{\rho_{\text{ref}}}.íí
Explicação: é uma razão adimensional entre a densidade de uma substância e a densidade de referência (normalmente água pura a 4^\circ\text{C}, com \rho_{\text{ref}}=1000\\ \text{kg}/\text{m}^3).
Características: s é adimensional (sem unidade). Se s<1 a substância é menos densa que a água; se s>1 é mais densa.
Exemplo: etanol tem aproximadamente s\approx 0{,}789, isto é \rho\approx 789\\ \text{kg}/\text{m}^3.

Passo 7

Massa. Definição e propriedades:
  • Massa m é a medida da quantidade de matéria de um corpo; em mecânica clássica é também a medida da inércia.
    Unidade SI: quilograma (\text{kg}).
    Relação com outras grandezas: já vimos W=m g (peso) e m=\rho V. Massa é conservada em muitos problemas da mecânica dos fluidos (entender conservação de massa é útil depois, mas aqui só precisa saber m e como calcular a partir de \rho e V).

Passo 8

Massa específica. Observação importante: em português técnico “massa específica” é sinônimo de densidade, isto é:
\text{massa específica}=\rho=\frac{m}{V}.í
Comentário: alguns textos usam ambos os termos indistintamente; portanto se na prova aparecer “massa específica”, trate como densidade, com unidade \text{kg}/\text{m}^3.

Passo 9

Volume. Definição e unidade:
  • Volume V é a medida do espaço ocupado por um corpo ou por uma porção de fluido.
    Unidade SI: metro cúbico (\text{m}^3). Conversões úteis para prova: 1\\ \text{L}=1\\ \text{dm}^3=10^{-3}\\ \text{m}^3.
    Relações úteis já citadas: V=\dfrac{m}{\rho} e V=\dfrac{W}{\gamma} (usando W peso e \gamma peso específico).

Passo 10

Relações e dicas rápidas para prova (passo a passo de uso):
  • Se pedirem pressão exercida por uma coluna de fluido de altura h: use p=p_0+\rho g h. Explique cada termo antes de aplicar.
  • Para passar de volume para massa: calcule m=\rho V. Em seguida peso W=m g.
  • Para comparar substâncias: calcule a densidade \rho ou a densidade específica s=\rho/1000.
  • Unidades: cheque sempre \rho em \text{kg}/\text{m}^3, g em \text{m}/\text{s}^2, V em \text{m}^3, p em \text{Pa} ou \text{kPa}, \gamma em \text{N}/\text{m}^3. Converter litros para metros cúbicos e gramas para quilogramas quando necessário.

Passo 11

Exemplo numérico rápido (pra consolidar): 2 litros de óleo com \rho=900\\ \text{kg}/\text{m}^3. Calcule massa, peso e peso específico.
V=2\\ \text{L}=2\times10^{-3}\\ \text{m}^3.
Massa:
m=\rho V=900\cdot 2\times10^{-3}=1{,}8\\ \text{kg}.
Peso:
W=m g=1{,}8\cdot 9{,}81\approx17{,}658\\ \text{N}.
Peso específico:
\gamma=\rho g=900\cdot 9{,}81=8829\\ \text{N}/\text{m}^3.
Viu como usar as fórmulas direto e sem mistério? Dá pra fazer de cabeça com cuidado nas conversões.

Resposta

Pressão: \displaystyle p=\frac{F}{A} (unidade \text{Pa}=\text{N}/\text{m}^2); em fluídos, p=p_0+\rho g h.
Peso: \displaystyle W=m g (unidade \text{N}).
Peso específico: \displaystyle \gamma=\frac{W}{V}=\rho g (unidade \text{N}/\text{m}^3).
Densidade: \displaystyle \rho=\frac{m}{V} (unidade \text{kg}/\text{m}^3).
Densidade específica (gravidade específica): \displaystyle s=\frac{\rho}{\rho_{\text{ref}}} (adimensional, normalmente \rho_{\text{ref}}=1000\\ \text{kg}/\text{m}^3).
Massa: \displaystyle m (medida da quantidade de matéria, unidade \text{kg}); m=\rho V.
Massa específica: sinônimo de densidade, \displaystyle \text{massa específica}=\rho=\frac{m}{V}í.
Volume: \displaystyle V (espaço ocupado, unidade \text{m}^3); conversão útil 1\\ \text{L}=10^{-3}\\ \text{m}^3.

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