Conduza um experimento para ilustrar a pressão atmosférica. Faça isso sobre uma pia para não se molhar! Pegue um copo comum de vidro com uma borda lisa e bem uniforme. Encha o copo quase completamente com água. Coloque uma placa plana, lisa e leve sobre o copo, de maneira que toda a borda do copo fique coberta.

(a) Segure a placa contra a borda do copo e vire-o com a boca para baixo. Solte a placa lentamente. A água cai para fora do copo? Registre suas observações experimentais.

(b) Encontre ume expressão para a pressão nos pontos 1 e 2 da figura abaixo. Observe na figura que agora o copo está invertido, portanto a borda superior original do copo está para baixo, e o fundo original do copo está para cima. O peso da placa pode ser desprezado.

(c) Encontre uma expressão para altura teórica máxima do copo tal que este experimento ainda poderia funcionar, de forma que a água não caia do copo.

Passo 1

  1. Você vai observar que ele segurará uma certa quantidade de água.

Passo 2

Nossa placa é a linha roxa e note que o copo está de cabeça pra baixo, portanto observe que podemos deduzir equações para explicitar as pressões nos pontos 1 e 2 pela hidrostática.

P 1 = ρ a r g   h a r

P 2 = P 1 + ρ á g u a g h á g u a

Passo 3

(c) Para que a água saia do copo, é preciso que sua pressão no ponto P2 esteja maior que a pressão do lado de fora, ou seja, Patm. Portanto, para calcularmos a altura máxima de água dentro do copo que faça o experimento funcionar sem deixar cair água é:

P 2 = P a t m = P 1 + ρ á g u a g h á g u a ,   m á x

h á g u a , m á x = P a t m P 1 + ρ á g u a g

COMENTÁRIOS: A densidade do ar é bem menor que da água, podendo ser desprezada durante os cálculos, porém para fim de melhor quantificação dos valores, pode-se usar ainda assim a pressão hidrostática exercida pela pequena coluna de ar.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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