Física no Enem – Entenda o Princípio de Pascal

Uma das principais aplicações do princípio de Pascal é a Prensa Hidráulica, muito utilizada no cotidiano. Mas antes de entendermos a prensa, que tal darmos uma olhadinha na teoria?

Sabemos que pela Lei de Stevin, vista anteriormente, a pressão em um ponto em qualquer profundidade de uma piscina é dada pela pressão atmosférica somada à pressão realizada pela coluna de água acima desse ponto. Mas o que aconteceria se essa pressão atmosférica tivesse seu valor aumentado?

Um incremento (Δp) de pressão comunicado a um ponto qualquer de um líquido incompressível em equilíbrio transmite-se a todos os demais pontos do líquido, bem como às paredes do recipiente em que o líquido se encontra.

pascal1

No desenho acima, com a força “extra” aplicada ao êmbolo do recipiente houve um acréscimo de 4 atm em cada ponto do líquido.

Demonstração:

Usando o desenho anterior, nomeamos no primeiro recipiente o ponto onde a pressão é de 2 atm como P1 e o de 6 atm como P2. E considerando h como a diferença de profundidade entre esses pontos. Sabemos que, pela lei de Stevin:

P2 = P1 + µ ∙ ? ∙ ?

Para o segundo recipiente, nomeamos o ponto com 6 atm como P1’ e o ponto com 10 atm com P2’.

P2’ = P1’ + µ ∙ ? ∙ ?
P1’ = P1 + ΔP

Lembrando que ΔP é F/A

P2’ = P1 + ΔP + µ ∙ ? ∙ ?

Portanto,

P2’ = P2 + ΔP

Consequência do Princípio de Pascal

Todos os pontos de um líquido que está em um recipiente aberto estão sujeitos à pressão atmosférica.

Prensa Hidráulica

pascal2

A prensa hidráulica é constituída por dois cilindros de diâmetros diferentes que são ligados por um tubo e estão cheios de um líquido. Com a prensa hidráulica conseguimos obter uma vantagem mecânica, um exemplo é realizarmos um esforço muito menor para levantar um carro se utilizarmos um macaco hidráulico que funciona com o esquema anterior.

Pelo princípio de Pascal temos que:

pascal3

Igualando ΔP,

pascal4

Exemplo:

Supondo que na prensa desenhada anteriormente:

– F1= 800 N
– F2 = ?
– A1 = 0,5 ?2
– A2 = 10 ?2

Qual o valor de F2?

pascal5

A vantagem mecânica é:

pascal6

Na prática, uma pessoa de 80 kg subindo no êmbolo do primeiro recipiente conseguiria uma força de 16000N no êmbolo do segundo recipiente, ou seja, levanta uma massa de até 1600 kg.

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