De acordo com as orientações recebidas em sala de aula e outras leituras necessárias, responda:
O que é pressão hidrostática?
O que é pressão hidrostática?
Passo 1
O enunciado pede para definirmos o que é pressão hidrostática. Esse conteúdo faz parte de Mecânica dos Fluidos em regime estático, e para responder precisamos:
- Entender o conceito de pressão em um fluido.
- Ver como essa pressão varia com a profundidade devido ao peso do fluido acima.
Passo 2
Pressão é, em geral, a razão entre a força normal que um fluido exerce sobre uma superfície e a área dessa superfície. Matematicamente, em cada ponto do fluido em repouso,
onde
é a força (perpendicular à área) e
é a área considerada.
Passo 3
Em um fluido em repouso, não há cisalhamento, e a única força que gera variação de pressão é o peso das camadas de fluido acima de um certo ponto. Considere uma coluna de fluido de seção
e altura
; o peso dessa coluna é
onde
é a densidade do fluido e
é a aceleração da gravidade.
Passo 4
Equilibrando forças normais (pressão) contra o peso, a pressão adicional gerada pela coluna de fluido é
Se a pressão na superfície livre do fluido for
, a pressão a uma profundidade
é
Passo 5
Esse resultado mostra que a pressão hidrostática depende apenas da densidade do fluido, da aceleração da gravidade e da profundidade. Quanto mais profundo, maior a pressão, pois mais peso de fluido atua acima do ponto considerado.
Resposta
Pressão hidrostática é a pressão exercida por um fluido em repouso em função do peso das camadas de fluido acima, dada pela lei
onde
é a pressão na superfície,
a densidade do fluido,
a gravidade e
a profundidade.