Descreva as principais características que diferem os comportamentos de fluidos e sólidos.

Passo 1

Beleza, o enunciado pede pra “descrever as principais características que diferem os comportamentos de fluidos e sólidos”. Isso é conteúdo de Mecânica dos Materiais/Contínuos: a gente vai precisar entender conceitos de tensão (stress), deformação (strain), módulo de elasticidade e viscosidade. Em resumo, vamos ver como um sólido e um fluido reagem quando aplicamos uma força de cisalhamento (shear).

Passo 2

O que é um sólido?
  1. Sólidos têm forma e volume bem definidos.
  2. Quando você aplica uma tensão de cisalhamento , o sólido se deforma até um certo ponto e pára, obedecendo à Lei de Hooke:
    ,
    onde
    é o módulo de cisalhamento (rigidez),
    é a deformação angular (strain).
  3. Se você retira a força antes de passar do limite elástico, o sólido volta ao estado original (comportamento elástico).

Passo 3

O que é um fluido?
  1. Fluidos (líquidos e gases) não têm forma fixa: eles se ajustam ao recipiente.
  2. Sob qualquer tensão de cisalhamento, por menor que seja, eles continuam a deformar (escorrem) enquanto a força for aplicada.
  3. Para fluidos newtonianos, a relação tensão-deformação é dada por:
    ,
    onde
    é a viscosidade,
    é a taxa de deformação (velocidade de cisalhamento).

Passo 4

Comparando lado a lado:
  1. Limiar de cisalhamento
    • Sólido: só deforma até um certo ponto e depois pára.
    • Fluido: deforma sem parar enquanto a tensão existir.
  2. Relação tensão–deformação
    • Sólido (Hooke): (linear e elástica).
    • Fluido (Newton): (linear, mas fluxo contínuo).
  3. Forma e volume
    • Sólido: mantêm ambos.
    • Fluido: volume fixo (para líquidos), forma varia; gases variam ambos.
  4. Módulos
    • Sólido: possui módulo de cisalhamento .
    • Fluido: módulo de cisalhamento é zero (ele não “resiste” ao cisalhamento, só flui).

Resposta

As principais diferenças entre sólidos e fluidos são:
  1. Comportamento sob tensão de cisalhamento:
    • Sólidos deformam até um limite e param ( ).
    • Fluidos deformam continuamente enquanto houver tensão ( ).
  2. Forma e volume:
    • Sólidos têm forma e volume fixos.
    • Fluidos não têm forma fixa (líquidos mantêm volume; gases mudam com pressão).
  3. Módulo de cisalhamento:
    • Positivo em sólidos ( ).
    • Zero em fluidos (eles não “guardam” deformação, apenas fluem).

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