F A. Unidade (SI): p = N/m² = Pa. kgf cm. N m. p A PESO = (FORÇA) ÁREA A

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1 Parte 2 PRESSÃO MECÂNICA A pressão é a força a que um objeto está sujeito dividida pela área da superfície sobre a qual a força age. Definimos a força aqui como sendo uma força agindo perpendicularmente à superfície. PESO = (FORÇA) p ÁREA A F A p FY A Unidade (SI): p = N/m² = Pa N m 2 kgf ; 2 cm ; atm; cmhg

2 Exemplos: 1) Uma força de intensidade 30N é aplicada perpendicularmente à superfície de um bloco de área 0,3 m², qual a pressão exercida por esta força? 2) Em uma competição esportiva, um halterofilista de 80 kg, levantando uma barra metálica de 120 kg, apoia-se sobre os seus pés, cuja área de contato com o piso é de 25 cm².considerando g = 10m/s² e lembrando-se de que a pressão é o efeito produzido por uma força sobre uma área, e considerando que essa força atua uniformemente sobre toda a extensão da área de contato, a pressão exercida pelo halterofilista sobre o piso, em pascal, é de: a) b) c) d) e) ) Um tijolo de massa 3,2 kg tem dimensões 16 cm x 8,0 cm x 4,0 cm. Quando apoiado em sua face de menor área, qual a pressão, em atm, que ele exerce na superfície de apoio? Dados: g = 10m/s² e 1 atm 10 5 Pa.

3 04) Um dos problemas ambientais vivenciados pela agricultura hoje em dia é a compactação do solo, devida ao intenso tráfego de máquinas cada vez mais pesadas, reduzindo a produtividade das culturas. Uma das formas de prevenir o problema de compactação do solo é substituir os pneus dos tratores por pneus mais: a) largos, reduzindo a pressão sobre o solo. b) estreitos, reduzindo a pressão sobre o solo. c) largos, aumentando a pressão sobre o solo. d) estreitos, aumentando a pressão sobre o solo. e) altos, reduzindo a pressão sobre o solo. 05. Você está em pé sobre o chão de uma sala. Seja p a pressão média sobre o chão debaixo das solas dos seus sapatos. Se você suspende um pé, equilibrando-se numa perna só, essa pressão média passa a ser: a) p b) ½ p c) p 2 d) 2p e) 1/p 2

4 Pressão Atmosférica É a pressão que a atmosfera exerce sobre a superfície da Terra e sobre todos os corpos que nela se encontram, variando de acordo com a altitude e é possível medir o seu valor. Ao nível do mar, ela é máxima e equivale a uma coluna de: 5 N atm 1,013x10 76cmHg m 1 2 Quando tomamos suco com um canudinho, aspiramos o ar do seu interior, diminuindo a pressão. Assim, a pressão atmosférica empurra o suco do copo, obrigando-0 a subir.

5 Experiência de Torricelli Torricelli, físico italiano, realizou uma famosa experiência que, além de demonstrar que a pressão existe realmente, permitiu a determinação de seu valor. Torricelli encheu de mercúrio (Hg) um tubo de vidro com mais ou menos 1 metro de comprimento; em seguida fechou a extremidade livre do tubo e o emborcou numa vasilha contendo mercúrio. Quando a extremidade do tudo foi aberta, a coluna de mercúrio desceu, ficando o seu nível aproximadamente 76 cm acima do nível do mercúrio dentro da vasilha. p x = p y Mas p x = p atm e p y = p coluna, assim: p atm = p coluna

6 VALOR DA PRESSÃO ATMOSFÉRICA Pascal repetiu a experiência no alto de uma montanha e verificou que o valor da pressão atmosférica era menor do que ao nível do mar. Concluiu que quanto maior for a altitude do local, mais rarefeito será o ar e menor será a altura da camada de ar que atuando na superfície de mercúrio. VARIAÇÃO DA PRESSÃO ATMOSFÉRICA COM A ALTITUDE ALTITUDE (m) PRESSÃO ATMOSFÉRICA (cm Hg) 0 76 (10,33 mh2o) (7,21 mh2o)

7 Pressão Hidrostática É a pressão exercida por um líquido. Uma coluna de líquido de densidade exerce pressão e que essa pressão vale p = g h, sendo h a profundidade ou a altura da coluna.. p. gh. H SI N/m 2 kg/m 3 m/s 2 m P h h p A

8 Exemplos: 01) Um tanque contendo 5,0 x 10 3 litros de água, tem 2,0 metros de comprimento e 1,0 metro de largura. Sendo g = 10 ms -2, a pressão hidrostática exercida pela água, no fundo do tanque, vale, em Nm -2 : a) 2,5 x 10 4 b) 2,5 x 10 1 c) 5,0 x 10 3 d) 5,0 x ) Uma piscina tem área de 28 m 2 e contém água até uma altura de 1,5 m. A massa específica da água é 10 3 kg/m 3. A pressão exercida exclusivamente pela água no fundo da piscina é, em N/m 2 : 03) Um tambor, cheio de gasolina, tem massa específica igual a 0,70 g/cm 3 e altura 2,0 m. Qual é a pressão exercida, pela gasolina, no fundo do tambor, em N/m 2? Dado: g = 10 m/s 2 a) 1, b) c) 1, d)

9 04) Para responder as questões de números I e II considere uma piscina com as seguintes dimensões: - comprimento: 50 m; - largura: 25 m e - profundidade: 4,0 m, - completamente cheia de água, de densidade 10 3 kg/m 3. Adote g = 10 m/s 2. I - O peso da água da piscina vale, em newtons, (A) 5, (B) 1, (C) 5, (D) 2, (E) 7, II - A pressão exercida pela água no fundo da piscina vale, em pascals:

10 Variação da pressão exercida por um líquido Pode-se demonstrar, de uma forma muito simples, a variação de pressão com a altura. Basta, para isso, fazermos perfurações num recipiente cheio de líquido em posições diferentes. O jorro sairá cada vez mais forte à medida que aumentarmos a altura da coluna de líquido (isto é, nos pontos mais baixos). Para dois líquidos temos: p H = μ 1.g.h 1 + μ 2.g.h 2

11 EXEMPLO Um vaso cilíndrico contém mercúrio até 10 cm de altura e depois água até a altura de 80 cm, medidos a partir da base. Sendo as massas específicas do mercúrio e da água respectivamente 13,6 g/cm3 e 1 g/cm3 e a aceleração da gravidade 10 m/s2, determine a pressão no fundo do vaso. PRESSÃO TOTAL OU ABSOLUTA A pressão no interior de um líquido em equilíbrio é a soma da pressão atmosférica e da pressão da coluna de líquido.

12 EXEMPLOS: 1) Calcule em atm a pressão a que um submarino fica sujeito quando baixa a uma profundidade de 100 metros. Para a água do mar adote que a densidade vale 1000 kg/m3. a) 10 b) 11 c) 12 d) 13 e) 14 2) Suponha que uma caixa d água de 10 metros esteja cheia de água cuja densidade é igual a 1 g/cm 3. A pressão atmosférica na região vale 10 5 Pa e g é igual a 10 m/s 2. Calcule a pressão, em Pa, no fundo da caixa d água e marque a opção correta. a) Pa b) 4, Pa c) Pa d) 3, Pa e) Pa 3) Um mergulhador, em alto mar, se encontra a uma profundidade de 27,0 m em relação a superfície d água. Considere g = 10,0 m/s 2, a densidade da água do mar igual a 1,04 g/cm 3 e a pressão atmosférica local 1,00 atm. Determinar a pressão hidrostática e a pressão total recebida pelo mergulhador nessa profundidade. Indicar sua resposta em Pa e atm. Considere 1 atm = Pa