Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 8
Defina tensão, tensão normal, tensão de cisalhamento e pressão.
Passo 1
Tensão é a força por unidade de área. Por exemplo, imagine que estamos aplicando uma força de tangente à superfície de uma borracha. Considere que a superfície dessa borracha, onde essa força é aplicada, mede de área . Qual seria o valor da tensão aplicada nessa borracha?
A tensão sobre a borracha é igual à força dividida pela área .
Passo 2
Agora vamos supor que ao invés de exercer uma força tangente à superfície da borracha, a gente exerce uma força de que tenha uma componente horizontal de e uma componente vertical de .
Nesse caso, a tensão também teria uma componente vertical e outra horizontal. Supondo que essa força é aplicada na mesma superfície de área , qual seria o valor das componentes dessa tensão?
A componente vertical da tensão é a componente vertical da força dividida pela área.
A componente horizontal da tensão é a componente horizontal da força dividida pela área.
Mas como isso pode nos ajudar a responder as perguntas que faltam? Veremos isso no próximo passo!
Passo 3
A componente vertical da tensão é chamada de tensão normal, porque ela está normal (perpendicular) à área de aplicação da força. Essa tensão é geralmente simbolizada pela letra grega sigma .
A componente horizontal da tensão é chamada de tensão de cisalhamento. A tensão de cisalhamento é sempre tangente à área de aplicação da força! Essa tensão é geralmente simbolizada pela letra grega tau !
Mas e a pressão? Qual é a ligação dela com isso tudo? No passo seguinte a gente descobre!
Passo 4
Quando um fluido está em repouso, a tensão normal que atua sobre o fluido é chamada de pressão. Por exemplo, imagine um pote com água em repouso. Se a tensão normal que a água sofre no fundo desse pote vale , isso quer dizer que a pressão da água nesse ponto vale .
Resposta
Tensão é a força por unidade de área. A componente normal à área de aplicação da força é chamada de tensão normal. A componente tangente à área de aplicação da força é chamada de tensão de cisalhamento. A tensão normal sobre um fluido em repouso é chamada de pressão.