Pressao De Um Liquido

INTRODUÇÃO

Nesta atividade aprenderemos a reconhecer a pressão manométrica indicada num ponto situado a uma profundidade, de um líquido em equilíbrio. Além disso veremos que dois pontos situados no mesmo nível de um líquido em equilíbrio suportam pressões iguais, tudo isso relacionado ao conceito de pressão e o Princípio de Stevin.

DESENVOLVIMENTO TEÓRICO

Este princípio trata acerca do deslocamento de corpos mergulhados em água e a explicação do paradoxo da hidrostática – “a pressão de um líquido independe da forma do recipiente, depende apenas da altura da coluna líquida”.

Observando a figura (a) ao lado, pode-se perceber um recipiente com uma determinada quantidade de água. Consideremos parte desta água isolada em um volume cilíndrico imaginário cuja área da base é A e y1 e y2 (observe pela figura que serão números negativos) são os limites deste cilindro.

Para a quantidade de água isolada, fez-se um diagrama de corpo livre (figura b). Considerando que todo o líquido está em repouso e utilizando-se a Segunda Lei de Newton, pode-se escrever a seguinte expressão:

, onde o vetor F é a força resultante que age em determinado corpo; o vetor a é a aceleração a que o corpo está submetido e m é a massa do corpo. Logo, pode-se concluir:

Lembrando que:

Pode-se reescrever a equação (I) da seguinte forma:

Observando o sistema de referências da figura, pode-se concluir que:

• y1 = 0;

• p1 = p0;

• y2 = -h;

• p2 = p

A conclusão da equação (II) é a seguinte:

MATERIAL UTILIZADO

• 1 painel hidrostático

• 1 suporte com haste, tripé e sapatas niveladoras

• 1 seringa de 10 ml com prolongador

• 1 copo de becker com 250 ml de água

RESULTADOS

4.1 Leia e anote as posições atingidas pelas superfícies y e y’ do líquido manométrico.

R: y = 28mm e y’ = 32mm

4.2 Qual a pressão manométrica que atua, neste caso, sobre a superfície aberta y do manômetro? Justifique a sua resposta.

R: Neste caso a pressão manométrica é igual a zero, pois quando a superfície y está aberta, a pressão que atua é a pressão da atmosfera.

4.3. Supondo que a superfície y’ suba 5 mm, quantos milímetros deve descer a superfície y?

R: 5mm

4.4 Qual é, neste caso, o desnível manométrico Δh?

R: 10mm

4.5 Supondo o tubo do manômetro uniforme, qual o desnível Δh para uma ascensão de 4 mm para 7,5 mm na superfície y’ do líquido manométrico?

R: 7mm

4.8 Procedendo de maneira análoga, varie a profundidade h no interior do copo de 5 em 5 mm, de modo a completar a Tabela 1.

Dados manométricos

Profundidade no

copo do becker hc hb Δh P manométrica

Pm = 9,8*Δh

(N/m²)

Valores em (mm)

H1 (mm) 30 30 0 0

H2 (mm) 25 35 10 98

H3 (mm) 20 40 20 196

H4 (mm) 15 45 30 294

H5 (mm) 10 50 40 396

4.9 Com os dados da Tabela 1, faça o Gráfico da pressão manométrica “Pm” versus a profundidade h do ponto.