Densidade e Pressão: Fluídos, Hidrostática e Densidade Relativa


Densidade e Pressão: Fluídos

Fluido é qualquer substância líquida ou gasosa, isto é, com um certo movimento entre suas moléculas. Ela não tem forma definida, assume a forma do recipiente que a contém. Vamos estudar neste texto alguns conceitos de Hidrostática, que é a parte da Física que estuda os fluidos em repouso, ou seja, num equilíbrio ideal.

Considerando-os estáticos, levamos em conta: densidade, densidade relativa e pressão. Continue lendo!

Densidade

A densidade mede a concentração de matéria num determinado volume. Assim, é fácil entender que a densidade (d) é a razão entre a massa (m) e o volume (v) dessa matéria: d = m/v.

É a densidade que diz se o corpo vai afundar, flutuar na superfície ou ficar em equilíbrio com o fluido. Observe:

– Se a densidade do corpo for menor que a do fluido, ele vai flutuar;

– Se a densidade do corpo for igual à do fluido, os dois vão ficar em equilíbrio entre si;

– Se a densidade do corpo for maior que a do fluido, ele vai afundar.

Densidade relativa

Às vezes torna-se necessário considerar que para cada fluido um mesmo corpo apresentará uma densidade distinta. Então, a regra geral é conhecer ou calcular o quociente entre a densidade do corpo e a densidade do fluido. Normalmente, quando não se especifica outro, imaginamos tratar-se da água a 4ºC, cuja massa específica é 1 g/cm³.

Pressão

Pressão é uma força que se aplica perpendicularmente numa área significativa da superfície de um fluido, o que distribui essa força para que ele se desloque, entre em movimento. Por isso, para calcular a pressão (p) é preciso dividir a quantidade de força (f) pela área em que ela foi aplicada (a): p = f/a.

Dizemos que a pressão não é uma grandeza vetorial, que segue uma direção definida, pois ela se espalha por todo o fluido. Ela é escalar, porque aumenta conforme a altura do ponto considerado: quanto mais ao fundo, maior quantidade de pressão ele terá sobre si. Isto fica mais fácil de entender levando em conta a pressão que sofre a própria Terra, que é a pressão atmosférica, resultado da mistura de gases que forma a atmosfera sob a qual estamos. A superfície do mar é definida como o ponto zero na escala de pressão. Ao mergulhar no mar, conforme você vai descendo, vai sofrendo mais pressão, porque, além da pressão atmosférica, há mais massa de água sobre o seu corpo. Mas, se escalar uma montanha, vai sentir a pressão diminuir, porque vai ficar sob menos fluido.

Teorema de Pascal

Blaise Pascal, matemático francês do século XVII, determinou que uma pressão aplicada a qualquer ponto de um líquido ideal (ou seja, de que se desconsidere sua compressibilidade e viscosidade) em equilíbrio é transmitida a todos os seus pontos, incluindo as paredes do vaso onde ele está. Isso garante que a Hidrostática tenha várias aplicações cotidianas, como:

– Prensa hidráulica;

– Elevador hidráulico;

– Amortecedores;

– Freios hidráulicos;

– Caixas d´água;

– Barragens.

Eis como, por exemplo, a prensa hidráulica funciona: imagine um tubo em forma de U, cheio d´água, com uma das partes mais larga que a outra. Ao aplicarmos uma pressão sobre a parte mais estreita, ela será transmitida à outra com mais intensidade, devido à sua área maior. Isso permite a esta máquina industrial dobrar, cortar e modelar metais e compactar alguns itens em blocos.