Mecânica dos fluidos/Prefácio

Prefácio à primeira edição

Hélice de bronze de bomba de água romana (século I ou II EC)

A Mecânica dos Fluidos estuda o comportamento dos fluidos quando submetidos a forças. Um curso introdutório ao tema faz parte dos currículos de graduação de Física e de Engenharia.

Apesar de a investigação do comportamento dos fluidos ter começado já na Antiguidade, de o tratamento teórico poder permanecer dentro dos limites da teoria dos meios contínuos (isto é, não requer a aplicação de modelos atômicos) e de o trabalho experimental não envolver complexidades relativísticas ou quânticas, muitos problemas relativamente simples permanecem não resolvidos, devido às dificuldades de ordem matemática. Por isso, e também pela importância prática do conhecimento que pode ser obtido, trata-se de um ramo bastante ativo da Física na atualidade.

O objetivo, ao preparar esta primeira edição do wikilivro Mecânica dos Fluidos, foi oferecer material de boa qualidade que cobrisse os temas abordados em um primeiro curso de Mecânica dos Fluidos para um estudante de Engenharia no Brasil. A base foi o livro de Fox, McDonald e Pritchard (referência 1), que traz um bom equilíbrio entre conceitos físicos, rigor matemático e exemplos de aplicações reais. Entendendo que o número de exercícios resolvidos trazidos por essa obra era insuficiente para uso de um autodidata, a obra de Giles (referência 2) foi consultada para elaboração de exercícios adicionais. As ilustrações foram obtidas da Wikimedia Commoons. A tradução de termos técnicos para o português foi grandemente facilitada pela existência do dicionário disponibilidado por Fenton (referência 5).

De modo a evitar um tratamento excessivamente formal dos temas, que dificultaria a compreensão e desmotivaria os leitores, o livro de Bistafa (referência 7) foi pesquisado em busca de exemplos adicionais de aplicações práticas. Por outro lado, sabendo que um tal curso, se ministrado a um estudante de Física brasileiro, teria um enfoque um pouco diferente, procurou-se completar o material de maneira que atendesse bem também a esse público. O livro de Bistafa citado é um bom exemplo de obra voltada para estudantes de Engenharia: ele não traz as equações de Navier-Stokes, por considerá-las de pouca importância prática, devido à dificuldade em resolvê-las. Em vista disso, Cattani (referência 8) foi consultado com a finalidade de trazer equilíbrio de tratamento a este wikilivro.

Aproveitando a vantagem que um wikilivro tem de não sofrer limitações de tamanho, decidiu-se expandir o tratamento a respeito de medições de vazão e outros parâmetros, que se encontrava em nível elementar em Fox, McDonald e Pritchard e inexistente nos demais. Para isso, utilizou-se bibliografia especializada e, necessariamente, mais esparsa (referências 3, 4, 6, 9, 10, 11 e 12). Nos exercícios resolvidos, foi utilizado exclusivamente o sistema internacional de unidades (SI). Apesar de outros sistemas de unidades tradicionais serem muito utilizados, entendeu-se que a utilização de tais sistemas traria maior complexidade aos cálculos sem maior contribuição ao entendimento dos conceitos envolvidos. Numa edição posterior, podem-se acrescentar exemplos que usem sistemas de unidades tradicionais.

Known bugs

1. Seguindo costume da área de Engenharia, o termo precisão foi usado, quando discutidos instrumentos de medida, com um significado para o qual o termo recomendado pelas normas é exatidão. Esse engano deve ser corrigido no futuro.