Quando o ar sai pela mangueira, ele faz com que o papel levante. Explique por que isso acontece.

Passo 1

Resumo do enunciado: Quando sopramos (ou mandamos o ar pela mangueira) em cima do papel, ele levanta.
Conteúdo da matéria: Dinâmica dos fluidos – Princípio de Bernoulli e conceito de pressão.
O que vamos precisar:
  • Entender o que é pressão de um fluido (ar).
  • Conhecer o Princípio de Bernoulli: relação entre velocidade do fluido e pressão.

Passo 2

Revisando o conceito de pressão:
Pressão é a força que o fluido exerce por unidade de área. No ar parado, essa pressão é a pressão atmosférica (em torno de 101 kPa).

Passo 3

Princípio de Bernoulli (forma simplificada):
Para um fluido incompressível e sem viscosidade, em dois pontos de um mesmo escoamento vale
P + tfrac12 rho v^2 = constante
onde
P = pressão do fluido,
ρ = densidade do fluido (do ar),
v = velocidade do fluido.
Isso significa: onde o ar se move mais rápido, a pressão é menor; onde ele se move mais devagar, a pressão é maior.

Passo 4

Aplicando ao nosso caso:
  1. Quando empurro ar pela mangueira em direção ao papel, o ar escapa com alta velocidade na parte superior do papel.
  2. Pela fórmula de Bernoulli, como a velocidade (v) aumenta, a pressão naquela região acima do papel diminui.
  3. Embaixo do papel, o ar está parado (ou se move bem pouco), então a pressão ali continua ~ pressão atmosférica, que é maior que em cima.

Passo 5

Como há pressão maior embaixo e menor em cima, surge uma força resultante para cima (força de sustentação), que faz o papel levantar.

Resposta

O papel levanta porque o ar que sai rápido pela mangueira reduz a pressão em cima dele (Princípio de Bernoulli), enquanto embaixo a pressão continua maior, gerando uma força líquida para cima que ergue o papel.

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