PESQUISE o que é pressão de estagnação e EXPLIQUE como esse conceito se aplica a um tubo de pitot.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede pra gente descobrir o que é “pressão de estagnação” e depois mostrar como isso rola dentro de um tubo de Pitot. Isso cai em Mecânica dos Fluidos (ou Aerodinâmica básica) e, pra resolver, precisamos entender:
- Bernoulli e a diferença entre pressão estática e dinâmica;
- O conceito de estagnar o fluxo (parar o fluido) pra descobrir essa tal pressão de estagnação;
- Como um tubo de Pitot aproveita esse princípio pra medir velocidade.
Passo 2
Antes de tudo, vamos destrinchar o que é pressão de estagnação. Imagine um pontinho do fluido que se move com velocidade V. Ele tem:
- Pressão estática
: aquela “normal” que bate nas paredes sem movimento extra. - Pressão dinâmica
: energia do movimento do fluido (ρ é a densidade).
Pela equação de Bernoulli (num escoamento “sem percas” e em regime estacionário), a soma dessas pressões é constante:
Quando a gente “para” o fluido, ou seja, faz
(estagna o fluxo), toda a energia dinâmica vira pressão. Essa nova pressão alcançada chama-se pressão de estagnação
. Logo:
Passo 3
Agora, como isso aparece no tubo de Pitot? O tubo de Pitot é basicamente um caninho com a ponta voltada pra corrente de ar. Dentro dele:
- O fluido entra e é forçado a parar no interior do tubo → ali ele atinge
, então registramos . - Em um pitot-estático (mais completo), há uma porta lateral pra medir a pressão estática
do ambiente.
Como a gente já sabe que
basta medir
e
, calcular a diferença
e daí isolar a velocidade:
Passo 4
Resumindo a aplicação prática:
- O tubo de Pitot “engana” o ar pra parar completamente na ponta interna, medindo
. - Comparando com a pressão externa
, a diferença dá a pressão dinâmica, que vira a velocidade do fluido.
Resposta
Pressão de estagnação é a soma da pressão estática com a pressão dinâmica (
), obtida ao trazer o fluido a
. Num tubo de Pitot, a ponta frontal mede exatamente essa pressão de estagnação
, e comparando-a com a pressão estática externa
a gente extrai a velocidade do fluxo.