Pressão é a grandeza física determinada pelo resultado da divisão entre uma força aplicada e a área de ação dessa força. A unidade de medida da pressão é o pascal (pa), mas também usa-se muito atmosfera (atm) e o milímetro de mercúrio (mmHg).
1atm = 1.105 pa = 760 mmHg
Densidade é uma propriedade importante de um fluido. Ela é obtida como o quociente entre a quantidade de massa m e o volume v que essa quantidade ocupa. Chamando de m a quantidade de massa contida em certo volume V, a expressão matemática da densidade é:
Onde:
d=Densidade (kg/m³)
m=Massa (kg)
V=Volume (m³)
Pressão hidrostática
Quando entramos na água em uma piscina, por exemplo, sentiremos a pressão da água sobre nós e, quanto mais fundo mergulharmos, maior será essa pressão.
Caso o líquido seja mais denso que a água, a pressão será ainda maior. A força da gravidade influencia na pressão exercida pelo líquido, também chamada de pressão hidrostática.
Ou seja, a pressão hidrostática depende da profundidade, da densidade do líquido e da gravidade local.
Pressão atmosférica
Atmosfera é uma camada de gases que envolve toda a superfície da Terra.
Aproximadamente todo o ar presente na Terra está abaixo de 18000 metros de altitude. Como o ar é formado por moléculas que tem massa, o ar também tem massa e por consequência peso.
A pressão que o peso do ar exerce sobre a superfície da Terra é chamada Pressão Atmosférica, e seu valor depende da altitude do local onde é medida. Quanto maior a altitude menor a pressão atmosférica e vice-versa.
Teorema de Stevin
A equação, conhecida como lei de Stevin, foi publicada em 1586 pelo autor físico Simão Stevin, e permite calcular a pressão de um líquido em repouso, estando com sua superfície livre em contato com a atmosfera.
A lei determina que a pressão hidrostática não depende da área de contato do líquido. Apesar de recipientes terem bases com áreas diferentes, como os da imagem abaixo, as bases são submetidas a mesma pressão uma vez que os dois líquidos estão com a mesma altura.
A expressão matemática usada para determinar a pressão hidrostática é:
P = P atm + ugh
Sendo que:
P é a pressão em um certo ponto do líquido
P atm é a pressão atmosférica
u é a massa específica
g é a aceleração da gravidade
h é a profundidade do ponto de pressão P.
Teorema de Pascal
Uma das propriedades mais interessantes de um líquido, e que acaba resultando em aplicações úteis, é que, quando aumentamos a pressão sobre a sua superfície superior, o aumento da pressão se transmite a todos os pontos do fluido.
Prensa hidráulica
Quando há acréscimo de pressão exercida em qualquer ponto de um fluído, essa pressão será transmitida para todo ele. Esse princípio é usado para construir e dimensionar macacos e prensas hidráulicas, por exemplo seguindo o teorema de Pascal.
Empuxo
Denomina-se empuxo a força vertical, dirigida para cima, que qualquer líquido exerce sobre um corpo nele mergulhado.
Princípio de Arquimedes
Foi o filósofo, matemático, físico, engenheiro, inventor e astrônomo grego Arquimedes (287a.C. – 212a.C.) quem descobriu como calcular o empuxo, descobriu que todo o corpo imerso em um fluido em equilíbrio, dentro de um campo gravitacional, fica sob a ação de uma força vertical, com sentido oposto à este campo, aplicada pelo fluido, cuja intensidade é igual à intensidade do Peso do fluido que é ocupado pelo corpo.
Assim:
onde:
=Empuxo (N)
=Densidade do fluido (kg/m³)
=Volume do fluido deslocado (m³)
g=Aceleração da gravidade (m/s²)
