Hidrostática - II PRESSÃO ATMOSFÉRICA. O ar, como qualquer substância próxima à Terra é atraído por ela o ar tem peso

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1 Hidrostática - II Renato Akio Ikeoka PRESSÃO ATMOSFÉRICA O ar, como qualquer substância próxima à Terra é atraído por ela o ar tem peso A camada atmosférica que envolve a Terra exerce uma pressão sobre os corpos nela mergulhados Pressão Atmosférica 1

2 A pressão atmosférica em uma dada posição é usualmente definida como o peso por unidade de área da coluna de ar acima desta posição. p F A S. I. - unid( p) Pa N m² Relação Importante: 1 atm = 1,01 x 10 5 Pa Experiência de Torricelli 2

3 Experiência de Torricelli p x = p y Consideração: p x = p atm e p y = p coluna, p atm = p coluna x y p atm = 76 cmhg = 1, N/m² PRESSÃO ATMOSFÉRICA Pascal cientista francês Repetiu a experiência no alto de uma montanha Verificou que o valor da pressão atmosférica era menor do que ao nível do mar Concluiu: Quanto maior a altitude do local mais rarefeito o ar menor a espessura da camada de ar atuando na superfície de mercúrio 3

4 Pressão Atmosférica x Altitude PRESSÃO ATMOSFÉRICA ALTITUDE (m) PRESSÃO ATMOSFÉRICA (cm Hg) 0 76 (10,33 mh 2 O) (7,21 mh 2 O) 4

5 Pressão Hidrostática Pressão exercida por uma coluna líquida em equilíbrio P m. g p h A A V. P h A.h. V. g p h A p h. g. h A Pressão Hidrostática Uma coluna de líquido de massa específica exerce uma pressão de p = g h, sendo h a profundidade ou a altura da coluna. 5

6 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. p atm p atm p = p atm + g h As leis da Hidrostática Teorema de Stevin Teorema de Pascal Princípio de Arquimedes 6

7 Teorema de Stevin Calcular a diferença de pressão entre dois pontos p B = p A +. g. Dh Lei de Stevin A diferença de pressão entre dois pontos da massa de um líquido em equilíbrio é igual à diferença de profundidade multiplicada pelo peso específico do líquido 1. Um mergulhador novato, usando cilindros, praticando em uma piscina, inspira ar suficiente do seu tanque para expandir completamente seus pulmões antes de abandonar o tanque a uma profundidade L e nadar para a superfície. Ele ignora as instruções e deixa de expulsar o ar durante a sua subida. Quando ele atinge a superfície, a diferença entre a pressão externa sobre ele e a pressão do ar nos seus pulmões é de 9,3 kpa. De que profundidade ele partiu ( H2O = 9,98 x 10 2 kg/m 3 ) A que perigo potencialmente letal ele está sujeito 7

8 2. O tubo em U da figura contém dois líquidos em equilíbrio estático: água ( H2O = 9,98 x 10 2 kg/m 3 ) no ramo direito do tubo e óleo ( óleo = desconhecida) no ramo esquerdo. Medições fornecem h = 135 mm e d = 12,3 mm. Qual a massa específica do óleo 3. Nas figuras a seguir referem-se a um manômetro de mercúrio (Hg) ligado a um recipiente fechado contendo gás a determinada pressão. Sabe-se que p o =1,01 x 10 5 Pa é a pressão atmosférica local e 13,6 x 10 3 kg/m 3 é a massa específica do mercúrio, determine a pressão do gás quando o desnível da coluna de mercúrio for: 8

9 a) h = 0,250 m, como está representado na figura: b) h = 0,100 m, como está representado na figura: 9

10 4. Num tanque de gasolina de um posto ocorreu uma infiltração de água. Sabendo-se que a densidade relativa da gasolina é 0,68, determine as seguintes pressões absolutas: a) na interface gasolina-água. b) no fundo do tanque. Dados: água = 1000 kg/m 3 ; p atm = 1,01 x 10 5 Pa. 5. No sistema da figura abaixo, a porção AC contém mercúrio, BC contém óleo e o tanque aberto contém água. As alturas indicadas são: h o = 10 cm, h 1 = 5 cm, h 2 = 20 cm e as densidades relativas à água são: 13,6 (mercúrio) e 0,8 (óleo). Determine a pressão p A no ponto A (em atm). Dados: água = 1000 kg/m 3 ; p atm = 1,01 x 10 5 Pa. 10

11 6. Um vaso cilindro de raio igual a 20cm contem um líquido de densidade absoluta 0,8g/cm 3. Sabendo que a força que age sobre o fundo do recipiente é de 160πN. Calcule a altura do líquido no recipiente. 7. No tubo aberto representado da figura abaixo, as colunas de água e óleo encontram-se em equilíbrio. A densidade relativa do óleo é de 0,80. Calcule a altura DE. Dados: AB=BC=CD=20cm. 11

12 8. No manômetro ilustrado na figura abaixo, o fluido A é água, B é óleo e o fluido manométrico é mercúrio. Sendo h1 = 25cm, h2 = 100cm, h3 = 80cm e h4 = 10cm, determine qual é a diferença de pressão entre os pontos A e B. 12