sexta-feira, 30 de setembro de 2011

PRESSÃO


Definimos Pressão, como o resultado  da aplicação de uma força a que um objeto está sujeito dividida pela área da superfície sobre a qual a força age, ou seja:

Pressão = Força  / Area

E Força? O que é?

Definimos força, como a causa de qualquer modificação no estado de um corpo, podendo causar sua deformação ou alteração do estado de movimento, tirando o corpo do repouso ou do movimento retilíneo uniforme. A força também pode causar deformação e movimento de uma só vez.


Um tipo de força com a qual todos estão familiarizados é o peso. É a quantidade de força que a Terra exerce sobre você.

Há dois pontos interessantes sobre essa força:

Ela o puxa para baixo, ou, mais precisamente, em direção ao centro da Terra;

Ela é proporcional à sua massa. Se você tem mais massa, a Terra exerce uma força maior sobre você.

Quando você sobe em uma balança, você exerce força sobre ela. A força que você aplica comprime uma mola que move uma agulha. Quando você atira uma bola de vôlei, aplica uma força sobre ela, que a faz acelerar. Um motor de aeroplano cria uma força que empurra o avião pelo ar.

Força provoca aceleração. Se você aplicar força em um carrinho de brinquedo (empurrando-o com a mão), ele se movimentará, quanto maior a força que você aplicar a um objeto, maior o grau de aceleração e quanto mais massa tiver o objeto, menor o grau de aceleração. A Segunda Lei de Newton é normalmente resumida em uma equação:

 a = F/m, ou F = ma (Força = Massa x Aceleração)



Para homenagear o feito de Newton, a unidade padrão de força no sistema SI (Sistema Internacional), recebeu o nome de Newton.

Um Newton (N) de força é suficiente para acelerar 1 quilograma (kg) de massa na taxa de 1 metro por segundo ao quadrado (m/s2).

De fato, é assim que força e massa são definidas. Um quilograma é a quantidade de massa que 1 N de força acelera a uma taxa de 1 m/s2.

 A Terra exerce uma força para acelerar objetos que caem à taxa de 9,8 m/s2,. Nas equações, esta taxa é referida como g. Se você soltar algo da beira de um penhasco, em cada segundo de queda o objeto vai ser acelerado em 9,8 m/s. Assim, se cair durante cinco segundos, vai atingir a velocidade de 49 m/s. É um grau de aceleração bastante rápido.

Se um carro acelerar dessa forma, atingirá cerca de 100 km/h em menos de três segundos.

Peso

O peso é a força gravitacional sofrida por um corpo na vizinhança de um planeta ou de outro corpo celeste de massa significativa. Enquanto força, o peso é uma grandeza vetorial. Portanto, apresenta intensidade, direção e sentido.

Para corpos próximos da Terra, a direção é a linha que passa pelo objeto e pelo centro da Terra. O sentido é aquele que aponta para o centro da Terra.

Matematicamente, ele pode ser descrito como o produto entre massa e a aceleração da gravidade local:
 

Unidades

A força (o peso) é medida comumente em quilograma-força (kgf),

Pronto, estamos Nivelados, agora vamos atentar para alguns itens do nosso cotidiano.


1 – FUNDAÇÃO DE EDIFICIOS

 
Os pilares de edifícios são terminados por uma fundação denominada “Sapata”, a função como vimos é distribuir em uma maior área o peso concentrado no pilar, assim a reação do terreno, é reduzida, o que garante que o solo possa manter o edifício estável. Assim uma carga de 10 Toneladas, ou 10.000 Kg, quando aplicada no solo pelo pilar de 30x30 (900 cm²), irá exigir um solo com uma resistência de: 10.000 Kg/900 cm² = 11 Kg/cm²; Para minimizar este valor utiliza-se uma sapata convenientemente dimensionada. Assim com uma área de sapata por exemplo de 1,44 m² (1,20 x 1,20), teremos necessidade de reação do solo de apenas: 10.000 Kg / 14400 cm² = 0,69 Kg/cm²

 2 – RESERVATÓRIOS APOIADOS

Um reservatório circular de 100 m³ (100.000 l) com diâmetro de 6,70 m, e altura de 3,30 m, possui um peso próprio de 6,5 Ton. (6.500 Kg), quando construído em chapa metálica. Ao acrescentarmos um volume de 100.000 l de água estamos com uma unidade de 106.500 Kg, distribuídos em uma área de 35,25 m², portanto o solo deverá reagir com uma resistência superior a: 106.500 Kg/352.500 cm² = 0,30 Kg/cm² ou seja baixa resistência para os solos mais comuns em Mato Grosso.
 A técnica construtiva recomendada é a de retirada do material superficial, compactação com rachão, e cascalho, regularização com concreto magro, e assentamento.

Quando em alguns projetos agrega-se uma estrutura de concreto como base, acrescenta-se ao peso do conjunto, reservatório + água, uma carga decorrente desta peça, que irá exigir uma maior resistência do solo, assim esta peça estrutural é desnecessária em construção de reservatórios apoiados.
3 – COMPORTAS DE FUNDO DE BARRAGEM E DECANTADORES
Uma comporta projetada para ser instalada no fundo de um decantador e de barragens, está sujeita a uma força proporcional a profundidade de sua instalação. Assim em um montante de barragem com altura da lamina dágua de 20,00 m, uma comporta de secção quadrada igual a 1,0 m² (1,0 x 1,0), estará sob o efeito de uma pressão correspondente a:
Pressão = carga liquida sobre a comporta = 20 mca (metros de coluna d’água) = 2 Kg/cm²
Logo: Pressão = Força / Área.....A força que irá atuar empurrando a comporta contra a sua sede, é de:
Força = Pressão x superfície
Força = 2 Kg / cm² x 1,0 m²
Força = 2 Kg/cm² x 10.000 cm²
Força = 20.000 Kg =  20 Toneladas
 Portanto deve ser projetado um sistema de abertura e fechamento compatível com esta força......
 Esta é uma situação semelhante ao carro que cai em um lago:
A situação é simples:
 Um carro afunda no rio;
A altura da água sobre o carro é de 1,0 m (super raso)
A porta do carro tem uma area de 1,0 m²
 Qual a força que a vitima deve fazer para abrir o carro?
 Simples: A pressão exercida pela água sobre a porta é de 1,0 mca ou 0,1 Kg/cm².
 Força da Água comprimindo a porta sobre a sua sede = Pressão x superfície
Força = 0,1 Kg/cm² x 1,0 m²
Força = 0,1 Kg/cm² x 10.000 cm²
Força = 1.000 Kg = 1 Tonelada
 Ou seja, nenhum ser humano abre esta porta.

 4 – FORÇA DE ARRANQUE DE CURVAS, e CAPs, EM INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS


Em uma tubulação  de 400 mm, conduzindo água sob uma pressão de 100 mca (10Kg/cm²), exerce que força de expulsão de curvas e Caps?
Força da Água comprimindo a parede do Cap = Pressão x superfície
Um Cap de 400 mm possui uma área de: 1.600 cm²
Logo a força a que o bloco de ancoragem de opor é de:
Força = 100 Kg/cm² x 1.600 cm²
Força = 160.000 Kg = 160 Ton
 Não é qualquer bloquinho.......................


Um comentário:

  1. Muito boa a postagem e realmente, não é qualquer bloquinho! É um carregamento muito considerável.

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