PRINCÍPIO DE PASCAL
O princípio de Pascal afirma que uma pressão externa aplicada a um líquido dentro de um recipiente se transmite, sem diminuição, a todo o líquido e às paredes do recipiente.
Uma das aplicações do princípio de Pascal se dá na multiplicação de forças por meios dos mecanismos hidráulicos como por exemplo o macaco hidráulico, que permite que levantemos um carro para que seja possível trocar sua roda por exemplo.
Produzindo uma variação de pressão em um ponto de um líquido em equilíbrio, essa variação se transmitirá para todos os pontos do líquido. Ou seja, observando a figura abaixo, se uma força F2 for aplicada no êmbolo de área A2, a pressão que o líquido sofrerá devido à aplicação dessa força será transmitida por todo o líquido até o êmbolo 1, que tenderá a subir, a não ser que a mesma pressão seja exercida nesse êmbolo. Sendo assim,
EXPERIÊNCIA DE TORRICELLI E A PRESSÃO ATMOSFÉRICA
Como os pontos 1 e 2 estão no mesmo nível e o nosso líquido (mercúrio) está em equilíbrio, podemos afirmar que sofrem pressões iguais. O ponto 2 sofre a pressão atmosférica local (nível do mar), já o ponto 2 sofre a pressão de uma coluna h de mercúrio. Logo, considerando Patm = 1,02 · 105 Pa, g = 9,8 m/s2 e a densidade do mercúrio igual a 13,6 g/cm³, teremos
Patm + μgh : 1,02 · 105 = 13,6 · 103 · 9,8 · h ≅ 0,76 m
Se o tubo fosse preenchido por água, a coluna teria aproximadamente 10 m de comprimento.
1,02 · 105 = 103 · 9,8 · h ≅ 10 m
Exemplo: Qual é a pressão que um ponto a 20 m de profundidade em um lago sofre, sabendo-se que a superfície do lago está sob pressão de 1 atm? Considere a densidade da água 1 g/cm³.
Resolução:
P = Patm + μgh ∴ P = 105 + 103 · 10 · 20 = 3 . 105 Pa ou 3 atm
Observação: A pressão sanguínea é medida em cm de Hg. A pressão 12 × 8, por exemplo, significa 12 × 8 cm de Hg. Como isso, podemos calcular a menor pressão sanguínea em que um ser humano aguentaria ficar de pé. Para isso, vamos considerar que a distância média entre o cérebro e o coração seja de 45 cm. Sendo assim:
P = μgh = 103 · 10 · 0,45 ∴ p ≡ 0,045 · 105Pa = 0,045 · 76 cm de Hg ≅ 3,4 cm de Hg
Interpretando esse resultado, podemos dizer que, se a pressão sistólica for menor que 3,4 cm de Hg, o sangue não irá irrigar o cérebro, e a pessoa irá desmaiar. É um mecanismo de defesa do corpo, já que, desmaiado, estará na horizontal, ou seja, o cérebro estará alinhado (mesmo nível) que o coração, recebendo sangue.
Observação: A pressão atmosférica diminui, aproximadamente, 1 mmHg para cada 12 metros que subimos.
O CANUDINHO
Quando utilizamos o canudinho para tomar uma bebida estamos aumentando o volume dentro dos nossos pulmões. Sendo a temperatura constante a pressão dos nossos pulmões irá diminuir.
Sendo assim uma depressão uma diferença de pressão é criada fazendo com que a pressão atmosférica seja maior que a pressão nos pulmões. A pressão irá tender a se equalizar iniciando um fluxo de onde há maior pressão para onde há menor pressão.
PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES
Na figura acima, podemos ver que a diferença entre as pressões nos pontos 2 e 1 vale
P2 – P1 = μgh
Essa diferença de pressão gera uma força, que aponta no sentido do ponto de maior para o ponto de menor pressão no corpo. Essa força (resultante das forças exercida pelo fluido) sobre o corpo será vertical para cima, e seu módulo será:
Em que h ⋅ A será o volume do corpo e a força E→ é chamada de empuxo (E). Então:
E = μgV
Ao colocar esse corpo no fluido, uma parte desse fluido irá se deslocar. Note que o produto µ ⋅ V corresponde à massa do fluido deslocado (mfd). Logo:
O empuxo equivale, em módulo, ao peso do fluido deslocado.
Em outras palavras podemos dizer:
O empuxo exercido por um fluido sobre um corpo total ou parcialmente submerso no fluido tem módulo igual ao módulo do peso do fluido deslocado pelo corpo.
Observação: Se o corpo não estiver todo submerso, h ⋅ A corresponderá ao volume submerso (VS) do corpo. Nesse caso:
