Conceitue:
b) Lei de Pascal. Princípio de Arquimedes. Princípio de Steven. Apresente as aplicações.
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):
Teoria (sem pular etapas):
- 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.
- Matematicamente, a pressão é dada por
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
.
3. Então, se você apertar um êmbolo pequeno 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):
Teoria (passo a passo):
- Quando você coloca um objeto num fluido, o líquido “empurra” o objeto de baixo pra cima.
- Esse empuxo
vale exatamente o peso do volume de fluido deslocado pelo objeto. - 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):
Teoria (sem pressa):
- Num fluido estático, a pressão aumenta conforme você desce em profundidade, por causa do peso do próprio líquido acima.
- A relação é
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.
Princípio de Arquimedes: o empuxo num objeto submerso é igual ao peso do fluido deslocado (
Princípio de Stevin: a pressão num fluido varia com a profundidade segundo