Dinâmica de Fluidos em uma abordagem energética?

21 de janeiro, 2015 às 20:32 | Postado em Estática de Fluidos, Mecânica de fluidos

Professor Lang
Sou fascinado pela hidrodinâmica pelas brilhantes contribuições de Bernoulli,Torricelli e Newton a este ramo da física. Minha pergunta é : É possível avaliar os fenômenos estudados pela hidrodinâmica do ponto de vista da Energia ( ou energético )?
Obrigado

A resposta é positiva tanto para a Estática, quanto para a Dinâmica de Fluidos.

Entretanto uma abordagem energética para a Estática de Fluidos não é usual em textos elementares sobre o assunto.

Nota que um fluido em repouso, em presença de campo gravitacional, deve necessariamente apresentar uma configuração que MINIMIZE a energia potencial gravitacional do fluido.  Por exemplo, em um sistema de vasos comunicantes, é possível demonstrar que qualquer configuração de fluido nos vasos que seja diferente daquela que contempla o mesmo nível em todos os vasos, determina que a energia potencial gravitacional do fluido seja MAIOR do que a de igual nível.

A Lei de Arquimedes, por exemplo, pode ser derivada do pressuposto energético de minimização da energia potencial gravitacional do sistema fluido e corpo flutuante. Uma derivação por esta abordagem encontras na seção 5 de nosso artigo (em coautoria com o Prof. Alexandre Medeiros)  O Paradoxo Hidrostático de Galileu e a Lei de Arquimedes, diponível também no Research Gate.

É comum em livros de Física Geral se encontrar a derivação da Equação de Bernoulli para fluidos em movimento de considerações energéticas que relacionam as variações de energia potencial gravitacional e energia cinética do fluido com o trabalho das forças de pressão sobre o fluido.

Adicionado em 23/01/2017: O “problema do balde de Newton” está resolvido a partir da minimização da energia potencial efetiva do líquido no balde no artigo que se encontra disponível em RBEF.

Outras questões sobre fluidos:

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“Docendo discimus.” (Sêneca)

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