Conceitos de Pressão

Considere a ação de polimento de um automóvel. Suponha que neste trabalho esteja sendo aplicada uma força F constante, esfregando-se a palma da mão sobre a superfície do carro. Imagine, agora, que se deseja eliminar uma mancha bastante pequena existente no veículo. Nesta ação esfregam-se apenas as pontas dos dedos na região da mancha, a fim de aumentar o “poder de remoção” da mancha. Nos dois casos, a força aplicada F foi a mesma, porém os resultados obtidos no trabalho foram diferentes. Isto acontece por que o efeito do “polimento” depende não apenas da força que a mão exerce sobre o carro, mas também da área de aplicação. A grandeza que relaciona a força F aplicada com a área “A” de aplicação denomina-se “pressão”. Pressão de uma força sobre uma superfície é o quociente entre a intensidade da força normal à superfície e a área dessa. A pressão é uma grande escalar: p=F/A No S.I. a unidade de pressão é o newton por metro quadrado (N/m² ) denominado pascal (Pa). Outras unidades usadas com freqüência são: • centímetro de mercúrio: cmHG • milímetro de mercúrio: mmHg • atmosfera: atm • milibar: mbar Obs. Deve-se observar que o valor da pressão depende não só do valor da força exercida, mas também da área A na qual esta força está distribuída. Uma vez fixado o valor de A , a pressão será, evidentemente, proporcional ao valor de F . Por outro lado, uma mesma força poderá produzir pressões diferentes, dependendo da área sobre a qual ela atuar. Assim, se a área A for muito pequena, poderemos obter grandes pressões, mesmo com pequenas forças. Por este motivo, os objetos de corte (faca, tesoura, enxada, etc.) devem ser bem afiados e os objetos de perfuração (prego, broca, etc.) devem ser pontiagudos. Desta maneira, a área na qual atua a força exercida por estes objetos será muito pequena, acarretando uma grande pressão, o que torna mais fácil obter o efeito desejado. Em outros casos, quando desejamos obter pequenas pressões devemos fazer com que a força se distribua sobre grandes áreas. Para caminhar na neve, uma pessoa usa sapatos especiais, de grande área de apoio, para diminuir a pressão que a impede de afundar. - Pressão de uma coluna de líquido ou pressão hidrostática: Pressão hidrostática ou pressão efetiva (P ef ) num ponto de um fluido em equilíbrio é a pressão que o fluido exerce no ponto em questão. Considere-se um copo cilíndrico com um líquido até a altura h e um ponto B no fundo; sendo A a área do fundo, o líquido exerce uma pressão no ponto B, dada por: Ph=d.g.h Então calcula-se a pressão efetiva pela expressão: p ef = d.g.h - Teorema de Stevin: Da expressão da pressão absoluta, pode-se obter rapidamente a relação do Teorema deStevin : As pressões em A e B são: p A = p 0 + m . g . h A p B = p 0 + m . g . h B Então, a diferença de pressão entre A e B é: p A - P B = m . g . (h A - h B ) ou D p = m . g . D h Teorema de Stevin: "A diferença entre as pressões de dois pontos de um fluido em equilíbrio é igual ao produto entre a densidade do fluido, a aceleração gravitacional e a diferença entre as profundidades dos pontos." Através do teorema de Stevin, pode-se concluir que todos os pontos que estão numa mesma profundidade, num fluido homogêneo em equilíbrio, estão submetidos à mesma pressão.