Conceitue:
b) Lei de Pascal. Princípio de Arquimedes. Princípio de Steven. Apresente as aplicações.

Passo 1

Beleza, o enunciado pede pra gente conceituar três leis/princípios da hidrostática: a Lei de Pascal, o Princípio de Arquimedes e o Princípio de Stevin (às vezes chamado de “Princípio de Steven”). A matéria é mecânica dos fluidos em repouso, e a gente vai precisar saber:
  • O que é pressão num fluido e como ela se transmite.
  • Como surge o empuxo num líquido.
  • Como a pressão varia com a profundidade.

Passo 2

Lei de Pascal
Teoria (sem pular etapas):
  1. Num fluido em equilíbrio (sem mexer), a pressão que você aplica num ponto qualquer se espalha integralmente para todo o líquido e para as paredes do recipiente.
  2. Matematicamente, a pressão é dada por
p = FA
onde é a força que pressiona a área .
3. Então, se você apertar um êmbolo pequeno com força numa área , vai gerar uma pressão , e essa mesma pressão vai empurrar outro êmbolo de área com força .
Aplicação prática:
  • Prensa hidráulica de oficina: você faz força pequena num êmbolo menor e consegue levantar peso grande no êmbolo maior, tipo levantar um carro com elevador hidráulico.

Passo 3

Princípio de Arquimedes
Teoria (passo a passo):
  1. Quando você coloca um objeto num fluido, o líquido “empurra” o objeto de baixo pra cima.
  2. Esse empuxo E = rho ,g,Vdeslocado vale exatamente o peso do volume de fluido deslocado pelo objeto.
  3. Em fórmula:
onde é a densidade do fluido, a aceleração da gravidade e o volume submerso.
Aplicação prática:
  • Navios e barcos flutuam porque o empuxo compensa o peso deles.
  • Balões de ar quente se mantêm no ar porque o ar quente desloca um volume maior de ar frio, criando empuxo.

Passo 4

Princípio de Stevin
Teoria (sem pressa):
  1. Num fluido estático, a pressão aumenta conforme você desce em profundidade, por causa do peso do próprio líquido acima.
  2. A relação é
p = p0 + rho,g,h
onde é a pressão na superfície (normalmente a pressão atmosférica), a densidade do líquido, a gravidade e a profundidade.
Aplicação prática:
  • Projeto de barragens: a gente calcula a pressão em vários níveis pra garantir que o muro aguente a força da água.
  • Manômetros e barômetros funcionam aproveitando essa variação de pressão com a altura/profundidade.

Resposta

Lei de Pascal: a pressão aplicada num ponto de um fluido em equilíbrio se transmite igualmente a todos os pontos; uso em prensas hidráulicas.
Princípio de Arquimedes: o empuxo num objeto submerso é igual ao peso do fluido deslocado ( ); uso em navios e balões.
Princípio de Stevin: a pressão num fluido varia com a profundidade segundo ; uso em barragens e manômetros.

Exercícios relacionados