Hidrostática

Pressão

 

Consideremos uma força aplicada perpendicularmente a uma superfície com área A. Definimos a pressão (p) aplicada pela força sobre a área pela seguinte relação:

No SI , a unidade de pressão é o pascal (Pa) que corresponde a N/m2 . A seguir apresenta outras unidades de pressão e suas relações com a unidade do SI :

 

O conceito de pressão nos permite entender muitos dos fenômenos físicos que nos rodeiam. Por exemplo, para cortar um pedaço de pão, utilizamos o lado afiado da faca (menor área), pois, para uma mesma força, quanto menor a área, maior a pressão produzida.

Exemplo

Compare a pressão exercida, sobre o solo, por uma pessoa com massa de 80 kg, apoiada na ponta de um único pé, com a pressão produzida por um elefante, de 2.000 kg de massa, apoiado nas quatro patas. Considere de 10 cm2 a área de contato da ponta do pé da pessoa, e de 400 cm2 a área de contato de cada pata do elefante. Considere também g = 10 m/s2 .ResoluçãoA pressão exercida pela pessoa no solo é dada pelo seu peso, dividido pela área da ponta do pé:

A pressão exercida pelo elefante é dada por:

Comparando as duas pressões, temos que a pressão exercida pela pessoa é 6,4 vezes a pressão exercida pelo elefante.

 

Exercícios

1. Aplica-se uma força de intensidade 10 N perpendicularmente sobre uma superfície quadrada de área 0,5 m2. Qual devera ser a pressão exercida sobre a superfície?

(A) 5 N.m2
(B) 5 N/m2
(C) 20 N/m2
(D) 10 N/m2
(E) n.d.a.

2.Um tijolo de peso 32 N tem dimensões 16cm x 8,0 cm x 4,0cm. Quando apoiado em sua face de menor área, a pressão que ele exerce na superfície de 16 cm apoio é, em N/cm2 :

(A) 4,0
(B) 2,5
(C) 2,0
(D) 1,0
(E) 0,50

3. Uma caixa de 500 N tem faces retangulares e suas arestas medem 1,0 m, 2,0 m e 3,0 m. Qual a pressão que a caixa exerce quando apoiada com sua face menor sobre uma superfície horizontal?
(A) 100 N/m2 .
(B) 125 N/m2 .
(C) 167 N/m2 .
(D) 250 N/m2 .
(E) 500 N/m2 .

4. O salto de um sapato masculino em área de 64 cm2. Supondo-se que a pessoa que o calce tenha peso igual a 512 N e que esse peso esteja distribuído apenas no salto, então a pressão média exercida no piso vale:

(A) 120 kN/m2
(B) 80 kN/m2
(C) 60 kN/m2
(D) 40 kN/m2
(E) 20 kN/m2

5. Uma pessoa com peso de 600 N e que calça um par de sapatos que cobrem uma área de 0,05 m2 não consegue atravessar uma região nevada sem se afundar, porque essa região não suporta uma pressão superior a 10.000 N/m2.

Responda:

a) Qual a pressão exercida por essa pessoa sobre a neve?

b) Qual deve ser a área mínima de cada pé de um esqui que essa pessoa deveria usar para não afundar?

 

6. A caixa da figura abaixo tem peso 400 N e dimensões a = 10 cm, b = 20 cm e c = 5 cm e apoia-se em uma superfície plana horizontal.

Qual a pressão, em N/cm2 , que a caixa exerce no apoio, através se sua base, em cada uma das situações propostas ?

 

I)

II)

III)