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Pressão exercida por líquidos

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Apresentação
O experimento a seguir, um clássico, desperta bem o caráter escalar da grandeza física 'pressão'. Ele evidencia dois aspectos importantes:

a) líquidos só podem aplicar e receber forças 'normais' (eles não resistem a esforços tangenciais); ou seja, líquido aplica e recebe forças perpendiculares às paredes que o contém.
b) líquidos transmitem pressões segundo todas as direções e sentidos.

Material

Béquer grande (2 litros) ou balde plástico;
tubo de acrílico ou plástico (diâmetro =~ 4 cm);
disco de plástico (tampão, diâmetro =~ 6 cm);
cordel e suporte.

Montagem

Procedimento
(a) Com o tubo de acrílico vazio, como em (a), a pressão exercida pela água do béquer prende o tampão contra a borda inferior do tubo. A força resultante F, de intensidade |F|, que o líquido aplica nesse tampão é vertical para cima. A pressão exercida pelo líquido (água), ao nível inferior do tubo, será:

P = |F| / A  ou  |F| = P . A

onde A é a área da secção reta do tubo.

Atenção: Explique porque a área em questão, para o cálculo da intensidade dessa força, é a área da base do tubo e não a área do tampão!

(b) Colocando-se água dentro do tubo, como em (b), o tampão solta-se quando os níveis forem iguais dentro e fora do tubo. Isso significa que a intensidade da força F (equacionada em a) é igual ao peso da água colocada dentro do tubo. Na ilustração abaixo, mostramos as forças agentes no disco no instante em que (4) se iguala com (3) e o disco se desprende do tubo. A ilustração serve também para evidenciar porque a área do disco que interessa para o cálculo da pressão não é a área total do disco e sim a área contornada pelo tubo.

Se a área em questão fosse unitária, peso da coluna de água e pressão na base do tubo seriam numericamente iguais. É essa igualdade numérica que permite que uma 'pressão' seja medida em termos de 'altura' de uma coluna líquida (metros de água, milímetros de mercúrio etc.).



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