USP – Física III – P2 – 2022.1 – Q1
Um tanque contém uma camada de mercúrio de 0,30 m de profundida coberta por uma camada de água com 1,2 m de profundida. A densidade da água é kg/m³ e do mercúrio é kg/m³. Qual é a pressão exercida pela dupla camada de líquidos na base do tanque? Despreza a pressão atmosférica.
Passo 1
E aí, galerinha! Tudo na paz por aí?
Esse tipo de problema te lembra qual parte da ementa? Hidrostática, né?
Antes de mais nada, vamos desenhar então nosso problema e entender a física por trás disso!!
Suponha esse tanque aí em cima onde a parte debaixo está o mercurío e acima está a coluna de água. Pela hidrostática, como a gente pode calcular a pressão em um dado ponto?
Se lembrou? Senão, eu te mostro! O cálculo da pressão em um dado ponto é igual a soma das pressões hidrostáticas acima deste mesmo ponto. Tá, e como calculamos a pressão hidrostática de uma dada coluna de fluido?
Já sacou então como teremos que fazer essa questão? Vamos precisar somar as pressões hidrostática que estão acima da base do tanque, ou seja, a pressão que a coluna de água e mercúrio fazem sobre a base.
Passo 2
A equação final ficaria da seguinte forma:
E por qual motivo eu coloquei a Patm ali na equação? Bem, se você lembrar, acima da água temos o ar que também vai exercer uma pressão sobre a base do tanque, porém, o enunciado nos disse que podemos ignorar essa pressão, logo:
Onde o subscrito nos parênteses indicam que devemos pegar as propriedades de cada fluido indicado, então teríamos que ter a densidade e alturas da água e mercúrio, certo?
Opa, isso nós temos no enunciado, então bora substituir os valores!!
Passo 3
Substituindo temos:
E assim, chegamos até nossa resposta linda e maravilhosaaaaa!!
Vem comigo pra próxima questão!