Teoria

Agora vamos ver outro conceito importante no estudo dos fluidos: a pressão.

Dá uma olhada nesse tirinha:

Por que um afunda e o outro não?

Por mais que os dois homens tenham o mesmo peso, o peso do segundo está distribuído em uma área maior que a do primeiro. Então ele exerce menos pressão e não afunda!

O que é pressão, afinal? É a razão força sobre área:

p = F A

Sacou? Basta perceber que a área e a pressão são inversamente proporcionais para uma mesma força.

Unidade

Mas qual a unidade de pressão no Sistema Internacional?

Força é medido em Newton, área em m 2 , então

p   → [ N / m 2 ]

Essa unidade leva o nome de Pascal:

[ N / m 2 ] = [ P a ]

Existem outras unidades de pressão que podem aparecer nos exercícios, mas em geral a conversão para Pascal será dada.

Por exemplo, o peso que a atmosfera da Terra exerce sobre sua superfície gera uma pressão chamada de pressão atmosférica, que seu valor é conhecido como 1 atm, onde:

1   a t m = 1,01 × 10 5   P a  

Diferença de Pressão e Força

Por que o refri sobe quando você suga o canudinho?

Repare que a refri está sujeito a pressão atmosférica, assim como tudo que está na superfície da Terra.

Quando você suga, você está criando uma região de baixa pressão dentro da sua boca ( P b o c a < P a t m ).

Tanto a pressão atmosférica quanto a pressão baixa da boca vão gerar forças no líquido. A diferença de pressão vai gerar uma força resultante:

F r e s u l t a n t e = Δ P ∙ A

Onde Δ P = P a t m - P b o c a ; e

A é a área da seção reta do canudo.

Se a força resultante for maior que o peso do refri, ele vai pra cima.

De forma geral, diferenças de pressão geram forças!

Forças Tangenciais e Normais

As forças que agem em um material podem ser divididas em dois componentes:

  • Forças tangenciais: São as forças que agem paralelamente a superfície. São chamadas de forças de cisalhamento.
  • Forças Normais: São as forças que são aplicadas na direção perpendicular à superfície. Elas comprimem o material e são elas as que geram pressão.

A pressão nesse bloquinho é:

p = F N o r m a l A = F   s e n θ A

Ah, mas e se a força não for constante ao longo de toda a área de contato?

Vamos ter que apelar para o cálculo e usar a forma diferencial:

p = d F N o r m a l d S

Onde d S é um pedacinho infinitesimal de área do objeto e d F N o r m a l a força normal que age nele.

Mas fica tranquilo que isso é bem raro de aparecer. Na maioria das vezes, usamos apenas a expressão:

p = F N o r m a l A

Legal! Isso é tudo o que você precisa saber antes de começar a estudar estática dos fluidos!

Partiu fazer uns exercícios?

Unidade

Diferença de Pressão e Força

Forças Tangenciais e Normais

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