O termo fluido é tradicionalmente utilizado para designar de forma genérica toda as substâncias que não são classificadas como sólidos. A nossa experiência do dia a dia nos mostra que fluidos, tais como líquidos, ocupam os recipientes que os contêm se amoldando às suas características geométricas, que os gases tendem a ocupar todo o espaço disponível e que sólidos podem ser deformados. Entretanto, do ponto de vista da mecânica dos fluidos, essa visão simplista não é satisfatória. Portanto, explique como se comporta um fluido e um sólido ao ser aplicado uma tensão cisalhante sobre as substâncias.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Primeiro, o enunciado fala sobre como fluidos e sólidos reagem quando aplicamos uma tensão cisalhante neles. O conteúdo aqui é da Mecânica dos Fluidos, e para resolver isso, vamos precisar entender o que é tensão cisalhante e como ela afeta diferentes materiais, especificamente fluidos e sólidos.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é tensão cisalhante. Basicamente, é uma força que age paralelamente à superfície de um material, causando um deslizamento das camadas internas umas sobre as outras. Pense em empurrar a água em um copo com um dedo: a água tende a se mover facilmente.
Passo 3
Agora, vamos ver como um fluido reage a essa tensão. Em fluidos, como líquidos e gases, as moléculas podem se mover livremente. Quando aplicamos a tensão cisalhante, elas deslizam umas sobre as outras sem resistência significativa. Isso significa que os fluidos não têm rigidez e podem se deformar continuamente enquanto a força é aplicada. A propriedade que descreve essa resistência ao fluxo chama-se viscosidade.
Passo 4
Por outro lado, um sólido tem suas moléculas organizadas de forma fixa, o que confere uma estrutura rígida. Quando aplicamos uma tensão cisalhante em um sólido, as moléculas tentam se mover, mas são mantidas em suas posições por ligações fortes. Isso faz com que o sólido resista à deformação até certo ponto. Se a tensão for removida, um sólido elástico retorna à sua forma original, mas se a tensão for muito grande, pode ocorrer deformação permanente ou ruptura.
Passo 5
Então, resumindo a diferença: fluidos se deformam continuamente sob tensão cisalhante devido à sua baixa resistência interna (baixa viscosidade), enquanto sólidos resistem à deformação graças à sua estrutura rígida e podem retornar à forma original após a remoção da tensão, graças à sua elasticidade.
Resposta
Quando aplicamos uma tensão cisalhante, os fluidos se deformam continuamente deslizando suas camadas internas devido à baixa viscosidade, enquanto os sólidos resistem à deformação por sua estrutura rígida e podem retornar à forma original se forem elásticos. Assim, fluido e sólido respondem de maneira distinta à tensão cisalhante, refletindo suas propriedades físicas fundamentais.
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