Relação entre velocidade e pressão no escoamento

Quando um fluido passa de um tubo fino para um tubo grosso, sua velocidade diminui e sua pressão aumenta
Quando um fluido passa de um tubo fino para um tubo grosso, sua velocidade diminui e sua pressão aumenta

No estudo da hidrodinâmica, vê-se que um fluido não possui forma própria, sendo assim ele pode se adaptar facilmente em qualquer recipiente em que esteja contido. Um exemplo básico dessa afirmação consiste em você abrir uma torneira e encher vários recipientes de formas variadas. Na hidrodinâmica, a vazão, por sua vez, consiste na quantidade de fluido que passa por unidade de tempo em um determinado local.

Se houver um fluido escoando por uma tubulação, você verá que a vazão se mantém constante em toda a tubulação. Agora, se o fluido passa de um tubo mais grosso para um tubo mais fino, para que a vazão permaneça constante, haverá uma variação na velocidade de escoamento do fluido.

Caso você meça a pressão que o fluido exerce sobre as paredes de um tubo, você verá que a pressão irá variar dependendo da velocidade com que o fluido escoa. Sendo assim, quanto maior for a velocidade com que o fluido escoa, menor será a pressão sobre a parede do tubo.

Dessa forma, conforme mostra a figura acima, se você medir a pressão exercida nos pontos A e B da tubulação, verá que a pressão do ponto A será menor do que a pressão exercida no ponto B, ou seja, PA < PB, pois a velocidade de escoamento no ponto A é maior do que a velocidade de escoamento no ponto B, ou seja, VA > VB.

Essa característica de diminuir a pressão quando há um aumento na velocidade do fluxo do fluido é aplicada em várias situações, como em aviões e pássaros. Estes se valem desse efeito para dar a sustentação (força para cima) que lhes permite voar. Em um avião, a superfície superior das suas asas é bem maior do que a superfície inferior, portanto, desse modo, quando ele voa, o ar que passa pela parte superior escoa com velocidade maior do que o ar que passa na parte inferior.

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

Pelo fato de o ar passar mais rapidamente na parte superior da asa do avião, a pressão que o ar exerce sobre a asa é menor do que a pressão exercida na parte inferior dela. Dessa forma, há uma diferença de pressão entre as duas superfícies. Com isso, surge uma força F direcionada para cima, que contrabalanceia a força peso do avião.

Fluxo de ar passando em alta velocidade na parte superior da asa. Na parte inferior, a velocidade é mais baixa

As asas-delta também apresentam esse formato na superfície, o que lhes dá a sustentação necessária. Outro exemplo que podemos citar são os carros de corrida que dispõem de asas invertidas, cuja finalidade é fazer com que surja uma força extra, direcionada para baixo, aumentando a força normal e a força de atrito entre os pneus e o chão.

Por: Domiciano Correa Marques da Silva