REPRESENTE através de desenhos esquemáticos a diferença de comportamento de um sólido e um líquido quando submetidos a uma força de cisalhamento constante. Utilize esses desenhos para ESCREVER uma definição para os fluidos.
Passo 1
Beleza, o enunciado pede pra gente desenhar de um jeito bem simples a diferença de comportamento de um sólido e de um líquido quando uma força de cisalhamento (uma força paralela à superfície) é aplicada de forma constante. A matéria aqui é Mecânica dos Fluidos/Rheologia, e o que vamos precisar é:
- Entender o que é tensão de cisalhamento (τ) e deformação (γ).
- Saber que um sólido para de se deformar no tempo, enquanto um líquido continua se deformando (“fluindo”).
Passo 2
Vamos fazer o esquema do SÓLIDO.
Imagine um bloco retangular apoiado numa base fixa. Em cima dele, aplicamos uma força constante F paralela à face superior.
Imagine um bloco retangular apoiado numa base fixa. Em cima dele, aplicamos uma força constante F paralela à face superior.
Esquematicamente:
Bloco inicial:
Bloco inicial:
_________
| | ← sem deformação
| |
|_________|
Aplicando τ = F/A constantemente, ele deforma até um certo ângulo e para:
_________
/ / ← deformação Δx
/ /
/_________/
Explicação:
- τ (tensão de cisalhamento) é constante.
- γ (deformação, proporcional ao deslocamento Δx) cresce rápido, mas logo atinge um valor fixo γ₀.
- Depois de um tempinho, o bloco para de “escorregar” e não deforma mais.
Passo 3
Agora o esquema do LÍQUIDO. Mesma brincadeira: base fixa, força F constante no topo.
Esquematicamente:
Bloco inicial:
Bloco inicial:
_________
| |
| |
|_________|
Com o tempo, ele continua escorregando, ficando cada vez mais chato:
t = 0:
t = 0:
_________
| |
| |
|_________|
t = t₁:
_________
/ /
/_________/
t = t₂ > t₁:
_________
/ /
/ /
/_________/
Explicação:
- Sob a mesma τ constante, a deformação γ cresce indefinidamente.
- Matematicamente, γ(t) = \dot γ · t, onde \dot γ é a taxa de deformação constante.
- Ou seja, o líquido “flui” enquanto você mantiver a força.
Passo 4
A partir desses desenhos, escrevemos a definição de fluido:
Um fluido é toda substância que, quando submetida a uma tensão de cisalhamento constante, continua se deformando ao longo do tempo, sem jamais atingir um patamar fixo de deformação.
Um fluido é toda substância que, quando submetida a uma tensão de cisalhamento constante, continua se deformando ao longo do tempo, sem jamais atingir um patamar fixo de deformação.
Resposta
Um fluido é uma substância que não resiste a tensões de cisalhamento em repouso: sob τ constante, ele se deforma continuamente (γ cresce sem limite) ao longo do tempo.