Vocês já andaram, ao menos uma vez, em um barco ou em um navio? Alguma vez vocês já pensaram em como aquele monte de metal ou madeira consegue flutuar? Curioso, não? Se pegarmos um pequeno pedaço de ferro e jogarmos na água, ele vai afundar, concorda? Pois é, então que mágica é feita para que os navios com milhares de toneladas não afundem? Uma mágica chamada Física! Mais especificamente, um ramo da Física chamado Hidrostática, que é exatamente o que iremos estudar aqui.
Outra coisa: sabe aqueles balões de aniversário? Se alguma vez você já tentou afundar um deles na água, sabe a dificuldade que é fazer isso. Agora, pense no que é um submarino. Sim, um submarino de guerra mesmo. Ele não passa de um balão feito de ferro com muito, mas muito ar no seu interior, concorda? Pois, então, se afundar o balão (com pouco ar no seu interior) já era difícil, imagine a força que é necessária para afundar um submarino, com milhões de vezes mais ar. Imagine quanto combustível teria que ser gasto para o submarino subir e descer ao fundo do mar várias vezes. Mas não é isso que acontece! Por trás desse movimento do submarino, existe um truque físico que faz com que os motores nem precisem ser ligados! Sabe o que é esse truque? Difícil, né? Mas, não se preocupe! Tenho certeza de que, depois de estudarmos essa apostila, você vai conseguir responder facilmente essa pergunta!
E aí, também ficou fascinado e intrigado para estudar a Hidrostática? Esperamos que sim! Se prepare, vamos começar a entender tudo isso agora. Vamos lá!
Pressão
Antes de entendermos propriamente o significado do conceito pressão, podemos utilizar a intuição para facilitar nosso raciocínio. Imagine um bloco de concreto retangular em cima de um pedaço de vidro. Podemos colocar esse bloco de duas formas, como mostrado abaixo:
Quando colocado de um destes dois jeitos, o bloco vai quebrar o pedaço de vidro. Você consegue adivinhar qual dos dois jeitos é? Muito provavelmente, você pensou no segundo jeito. E isso está corretíssimo. Mas, agora, podemos nos perguntar: se os blocos são exatamente iguais e possuem o mesmo peso, qual a justificativa para o vidro se quebrar apenas quando o bloco está apoiado de um dos jeitos? O que explica isso é justamente o conceito que vamos estudar agora: a pressão!
Pressão nada mais é do que a relação existente entre a força e a área em que essa força é aplicada. Mais precisamente, a divisão desta força por esta área, como mostrado matematicamente abaixo:
E é justamente aqui que conseguimos entender porque o bloco que está apoiado do segundo jeito é o que quebra o vidro. Como ele está apoiado sobre uma área menor, a pressão exercida por ele é maior!
A unidade de pressão no SI é o Pascal (Pa), que é o nome adotado para N/m².
Vale ressaltar! Existem duas maneiras de aumentarmos a pressão: podemos aumentar a força ou diminuir a área em que esta força é aplicada.
Pressão em Líquidos
Você sabe qual é o formato da água? Talvez você tenha pensado nas moléculas de oxigênio e hidrogênio que formam a água, mas não é disso que estamos falando aqui. Você consegue descrever qual é exatamente o formato de um litro de água? Difícil, né? Os líquidos não possuem um formato definido. Se você colocar a água em um copo, ela vai ficar com a forma do copo. Se você colocá-la em uma garrafa, ela vai ficar com a forma da garrafa. É característica dos líquidos adquirirem o formato do recipiente em que estão inseridos. Mas o que isso tem a ver com pressão? Já vamos chegar lá!
Já conhecemos o significado de pressão, mas você consegue imaginar como esse conceito pode ser aplicado para os líquidos? Para entender isso, podemos pensar naquela informação sobre o formato dos líquidos de maneira um pouco diferente: um líquido só possui a forma de um copo porque as laterais do copo impedem que esse líquido vaze e tenha outro formato, concorda? Agora, a grande jogada é que esse líquido não quer ter essa forma, ele quer ser livre! Para isso, ele aplica uma força nas paredes do copo, tentando adquirir outro formato. E, pensando assim, podemos definir exatamente o que é a pressão em líquidos: é a pressão causada por um líquido na parede do recipiente em que ele está contido.
Vale a pena saber! A força causada por um líquido é sempre perpendicular às paredes do recipiente em que ele está contido!
Para saber mais, veja também:
- Pressão Atmosférica e o Experimento de Torricelli
- Densidade e Massa Específica
- Pressão Hidrostática (Lei de Stevin)
- Vasos Comunicantes e Liquidos Imiscíveis
- Teorema de Pascal e Elevador Hidráulico
- Estudo do Empuxo e o Teorema de Arquimedes
- Peso Aparente e Flutuação
- Hidrostática na Prática: Crocodilo, Balão, Submarino