A hidrostática é um assunto muito
cobrado em muitos vestibulares, principalmente no Enem. Após estudarmos seus
conceitos básicos, nesta matéria veremos a Lei de Stevin. Antes,
vamos apresentar brevemente seu criador e os seus conceitos.
Simon Stevin (1548-1620) foi um
importante físico, matemático e também engenheiro. Nascido em Bruges,
localizada na atual Bélgica, Stevin possui feitos importantes em vários campos,
porém na física suas obras concentram-se em dois deles: a estática e
a hidrostática, sendo esta última tratada hoje.
Dedução da Pressão de uma Coluna
Líquida
Lembrando que:
Nesse caso a força é o peso, ou seja,
massa multiplicada pela gravidade:
Sabemos que:
m = µ ∙ V (sendo m =
massa, µ = massa específica e V = volume)
Para saber mais sobre massa específica,
veja este artigo.
Substituindo a massa temos:
Assim a pressão no ponto 1 em uma
coluna de água é dada por:
Observação: h é a
profundidade do ponto e g corresponde a aceleração da
gravidade, de 10 m/s2.
Líquidos em equilíbrio exercem forças
normais contra as paredes do recipiente em que estão contidos.
Diferença de pressão em um líquido em
equilíbrio
Para haver diferença de pressão entre
dois pontos em um líquido em equilíbrio é necessário que esses dois pontos
estejam em alturas diferentes.
Pontos mais profundos de um fluido tem
pressão mais elevada pois tem mais fluido, ou seja, maior peso sobre eles.
A figura acima é de um recipiente
contendo um fluido qualquer. Entre os pontos 1 e 2 existe uma diferença de profundidade
(h). Nos pontos 1 e 2 temos a pressão exercida pelo peso do fluido além da
pressão atmosférica.
Pressão no ponto 1:
P1 = pressão atmosférica + μ ∙ g ∙ h1
P1 = pressão atmosférica + μ ∙ g ∙ h1
Pressão no ponto 2:
P2 = pressão atmosférica + μ ∙ g ∙ h2
P2 = pressão atmosférica + μ ∙ g ∙ h2
A diferença de pressão entre os dois
pontos é dada por:
P2 – P1 = P atm + μ ∙ g ∙
h2 – (P atm + μ ∙ g ∙ h1)
Consequências da Lei de Stevin
§ Em um líquido em
equilíbrio, dois pontos na mesma profundidade terão a mesma pressão (vasos
comunicantes);
Os pontos 1, 2 e 3
estão na mesma profundidade, portanto a pressão é a mesma.
P1 = P2 = P3 = P1 =
pressão atmosférica + μ ∙ g ∙ h
§ Em um líquido em
equilíbrio, desprezando a tensão superficial, a superfície do líquido é plana e
horizontal;
A diferença de pressão
entre dois pontos de um mesmo líquido independe da forma do recipiente, só
depende da diferença de profundidade entre eles.
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