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A hidrodinâmica é a responsável pelo estudo do movimento dos fluídos. Sua aplicação prática acontece nos sistemas de abastecimento de água, irrigação das terras, entre outros.Tipos e Escoamento:

Escoamento Estacionário – também conhecido como laminar, é obtido quando a velocidade de escoamento é pequena, ou seja, quando a velocidade de escoamento for a mesma em todos os pontos. Ex.: a água de um rio calmo, escoamento de ar e gases.

Escoamento não estacionário – ou turbulento é quando a velocidade do fluído varia no decorrer do tempo. Ex.: quedas d´água em virtude de rochas e outros obstáculos existentes.

O tamanho dos tubos (diâmetro) e a viscosidade do fluído influenciam muito no escoamento de fluídos através de tubos, isso porque, com a viscosidade, aparecem forças de movimento relativo entre as camadas do fluído, o que ocasiona a dissipação de energia mecânica.

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Equação da Continuidade
Determinada por Castelli, discípulo de Galileu, diz que quanto menor a seção, maior a velocidade com que se escoa o fluído.Velocidade da Pressão
A velocidade do fluído, ao passar de uma área maior para uma menor, aumenta, em razão da pressão do fluído na parte larga ser maior do que na parte estreita. Essa definição também é baseada pela equação de continuidade.

Equação de Bernouli
Também chamada de equação fundamental da hidrodinâmica, foi desenvolvida baseada nos estudos voltados para a energia de escoamento dos fluídos.

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Um gás ideal ou perfeito pode ser compreendido como um conjunto de moléculas ou átomos que estão em movimento constante e aleatório, cujas velocidades médias estão relacionadas com a temperatura - quanto maior a temperatura do sistema, maior a velocidade média das moléculas. Um gás se difere de um líquido pelo fato de as moléculas estarem mais afastadas, exceto no momento em que elas sofrem colisões. Outra diferença é que o movimento de suas trajetórias é muito pouco perturbado pelas forças intermoleculares. O conceito de gás ideal é útil porque obedece a lei dos gases ideais, uma equação de estado simplificada, e é passível de análise pela mecânica estatística. A Lei dos Gases Ideais relaciona as variáveis de estado: temperatura, pressão, volume e número de mols, o que permite determinar o valor de uma variável quando se conhece as outras três. Um gás ideal é composto de partículas puntiformes (tamanho desprezível, considerando que seus diâmetros são muito menores que as distâncias médias percorridas), e precisa estar na condição de baixa pressão (falta de interações).

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Existem três classes básicas de gases ideais:

o clássico ou gás ideal de Maxwell-Boltzmann,

o gás de Bose quântico ideal, composto de bósons, e

o gás de Fermi quântico ideal, composto de férmions.                                                  O gás ideal clássico pode ser separado em dois tipos: O gás ideal termodinâmico clássico e o gás ideal quântico de Boltzmann. Ambos são essencialmente o mesmo, exceto que o gás ideal termodinâmico é baseado na mecânica estatística clássica , e certos parâmetros tais como a entropia são somente especificados dentro de uma constante aditiva indeterminada. O gás ideal quântico de Boltzmann supera esta limitação, tomando o limite do gás quântico de Bose e o gás quântico de Fermi no limite de alta temperatura para especificar estas constantes aditivas. O comportamento de um gás quântico de Boltzmann é o mesmo que de um gás ideal clássico, exceto para a especificação destas constantes. Os resultados do gás quântico de Boltzmann são utilizados num certo número de casos, incluindo a equação de Sackur-Tetrode para a entropia de um gás ideal e a equação de ionização Saha para um plasma fracamente ionizado.

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A Hidrostática estuda as propriedades dos fluidos em repouso. Entre as propriedades físicas dos fluidos, podemos destacar como as mais importantes: densidade,pressão e força de empuxo. Entendemos como fluidos as substâncias capazes de assumir o formato de seu recipiente, mudando sua forma sob a ação de alguma força externa.

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A pressão hidrostática mede a força por unidade de área que um fluido em repouso é capaz de exercer contra uma superfície. Quanto maior for a profundidade de um corpo imerso em um fluido, maior será a pressão exercida sobre ele. A unidade de pressão no SI é o pascal(Pa), que equivale à pressão de 1 newton por metro quadrado (N/m²).

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O empuxo, por sua vez, é a força que todo fluido exerce sobre os corpos nele imersos. A força de empuxo é responsável por expelir as bolhas de gás de bebidas gaseificadas. Além disso, faz com que uma cortiça, um navio ou um cubo de gelo flutue sobre a água. A força de empuxo é descrita pelo Teorema de Arquimedes, e sua unidade é o newton (N).

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O empuxo exercido por um fluido não dependerá, portanto, do peso do corpo ou de sua densidade, mas sim da densidade do fluido, da gravidade local e do volume de fluido deslocado, que, por sinal, é igual ao volume da porção do corpo que se encontra imerso no fluido.

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O Princípio de Pascal é o princípio físicoelaborado pelo físico e matemático francês Blaise Pascal (1623-1662), que estabelece que a alteração de pressão produzida em um fluido em equilíbrio transmite-se integralmente a todos os pontos do fluido e às paredes do seu recipiente.
A diferença de pressão devida a uma diferença na elevação de uma coluna de fluido é dada por:

ΔP é a pressão hidrostática (em pascal), ou a diferença de pressão entre dois pontos da coluna de fluido, devido ao peso do fluido;

ρ é a densidade do fluido (em quilogramas por metro cúbico);

g é aceleração da gravidade da Terra ao nível do mar (em metros por segundo ao quadrado);

Δh é a altura do fluido acima (em metros), ou a diferença entre dois pontos da coluna de fluido.

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A equação descreve que o acréscimo de pressão produzido num líquido em equilíbrio transmite-se integralmente a todos os pontos do líquido.

travões

prensas hidráulicas

elevadores hidráulicos

direções hidráulicas

amortecedores hidráulicos

caixas d'águas e barragens

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O princípio de Arquimedes diz que:

Todo corpo imerso em um fluido sofre ação de uma força (empuxo) verticalmente para cima, cuja intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo.

Sendo Vf o volume do fluido deslocado, então a massa do fluido deslocado é:

Mf = df. Vf

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Sabendo que o módulo do empuxo é igual ao módulo do peso:

E = P = m . g

Assim temos que o empuxo é:

E = df. Vf . g

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Quando um corpo mais denso que o líquido está totalmente imerso, percebemos que o seu peso é aparentemente menor do que no ar. Este peso aparente é a diferença entre o peso real e o empuxo.

Paparente = Preal – E

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Arquimedes descobriu que todo o corpo imerso em um fluido em equilíbrio, dentro de um campo gravitacional, fica sob a ação de uma força vertical, com sentido oposto à este campo, aplicada pelo fluido, cuja intensidade é igual a intensidade do Peso do fluido que é ocupado pelo corpo.

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A fórmula geral para uma equação de continuidade é

onde  é qualquer quantidade,  é a velocidade do fluido e s descreve a geração (ou remoção) . Esta equação pode ser derivada por considerar os fluxos em um compartimento infinitesimal. Esta equação geral deve ser usada para derivar qualquer equação de continuidade, desde uma simples como a equação de continuidade de um volume a complicadas como as equações de Navier-Stokes. Esta equação também generaliza a equação de advecção.

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O principio de Bernoulli , também denominado Equação de Bernoulli OU Trinômio de Bernoulli , OU AINDA Teorema de Bernoulli descreve o Comportamento de um fluido e não de uma linha de corrente e de uma estrutura para fluidos o Princípio de Conservação da Energia .

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A energia de um fluido em qualquer momento constante em três componentes:

1. Cinética: é a energia devida à velocidade do fluido;

2. Potencial gravitacional: é a energia devida à altitude do fluido;

3. Energia de fluxo: é a energia do fluido devido à pressão.

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Airsoft

As réplicas usadas neste brinquedo podem incluir um sistema chamado HopUp que provoca que a bola seja projetada realizando um efeito circular, o que aumenta o alcance efetivo da réplica. Este efeito é conhecido como efeito Magnus, a rotação da bola provoca que a velocidade do fluxo por cima dela seja maior que por baixo, e com ele a aparição de uma diferença de pressões que cria a força sustentadora, que faz com que a bola demore mais tempo a cair.

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HIDRODINÂMICA - VAZÃO,  EQUAÇÃO DE CONTINUIDADE e EQUAÇÃO DE BERNOULLI - Aula 5 - Prof.  Boaro

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Comportamento de gás ideal vs real | Quimica | Khan Academy

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Física - Aula 04 - Hidrostática - Leis de Stevin, Pascal e Arquimedes

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PRENSA HIDRÁULICA - TEOREMA DE PASCAL - HIDROSTÁTICA - Aula 3 -  Prof Boaro

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EMPUXO - TEOREMA DE ARQUIMEDES - HIDROSTÁTICA - Aula 4 - Prof.  Boaro

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A lei da conservação da massa e a equação da Continuidade 

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A lei da conservação da massa e a equação da Continuidade 

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Mecânica dos Fluídos - Aula 09 - Leis de Conservação e a Equação da Continuidade

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A lei da conservação da energia e a lei de Bernouli 

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A lei da conservação da energia e a lei de Bernouli 

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Me Salva! ENE05 - Conservação de Energia (teoria)