Mergulho livre: O recorde mundial no mergulho livre pertence ao russo Alexei Molchanov que conseguiu atingir 125 m de profundidade. Qual a pressão em um ponto 125 m abaixo da superfície da água?
Passo 1
O enunciado pergunta: “Qual a pressão em um ponto
abaixo da superfície da água?”
Informações dadas ou que vou assumir (pois o enunciado não especificou):
(profundidade).
Vou assumir água doce com densidade (se for água do mar a densidade é um pouco maior,
, e o resultado muda só um pouco).
Aceleração da gravidade: .
Pressão atmosférica ao nível da superfície: .
Informações dadas ou que vou assumir (pois o enunciado não especificou):
Vou assumir água doce com densidade
Aceleração da gravidade:
Pressão atmosférica ao nível da superfície:
Passo 2
Fórmula que usamos e por que: a pressão absoluta a uma profundidade
em um líquido em repouso é dada pela soma da pressão na superfície mais a pressão hidrostática produzida pela coluna de líquido acima do ponto. A fórmula é
Explicando cada termo:
é a pressão absoluta no ponto (unidade: Pascal,
).
é a pressão na superfície (aqui a pressão atmosférica, em
).
é a densidade do líquido (
).
é a aceleração da gravidade (
).
é a profundidade (
).
Física curta e intuitiva: é o peso da coluna de água por unidade de área acima do ponto, logo é a pressão extra adicionada pela água.
Física curta e intuitiva:
Exemplo rápido para fixar: a cada
na água doce a pressão aumenta em aproximadamente
, isto é, quase
atmosfera (
). Então 125 m vai dar cerca de 12 atm só da água, mais 1 atm da superfície — você já imagina que vai dar algo próximo de 13 atm.
Passo 3
Calcular a contribuição hidrostática
passo a passo:
Portanto a pressão devida apenas à coluna de água a
é
.
Passo 4
Somar a pressão atmosférica da superfície:
Converter para unidades usuais:
Em bar ( ):
Em bar (
Em atmosferas (
):
Interpretação: cerca de
vezes a pressão que sentimos ao nível do mar — orifícios de ouvido e corpo sentem muita pressão, por isso mergulho profundo exige equipamentos e cuidados.
Passo 5
Resumo didático do procedimento que você pode aplicar na prova: (1) identificar
,
,
e
; (2) calcular
para a pressão hidrostática; (3) somar
; (4) converter para as unidades pedidas. Não esqueça de sempre colocar unidades e verificar se o enunciado quer água doce ou salgada (pequena diferença, mas em provas às vezes contam). Força aí — você já viu o passo a passo completo e agora aplica para qualquer profundidade.