Princípio de Pascal
Se há uma coisa que odeio é problema com o carro. Felizmente, tenho um amigo que é mecânico de automóveis. Se meu carro não está funcionando bem, eu o levo para sua oficina, onde ele tem todo o equipamento necessário para colocar meu carro de volta na estrada. Em sua loja, ele pode dar uma olhada completa em meu carro levantando-o usando um macaco grande. Macacos, como os usados por mecânicos de automóveis, funcionam por causa da hidráulica, que são simplesmente fluidos sob pressão.
Nós entendemos como a hidráulica funciona graças ao princípio de Pascal , que afirma que uma mudança na pressão em qualquer ponto de um fluido fechado será transmitida sem diminuição para todas as partes desse fluido. Nesta lição, aprenderemos mais sobre hidráulica e outras aplicações do princípio de Pascal para ver como o princípio é empregado para facilitar os trabalhos.
Como funciona o princípio de Pascal
Uma das maneiras mais fáceis de aprender sobre o princípio de Pascal é usando um tubo em forma de U cheio de água. Se conectarmos as duas extremidades com pistões em movimento livre, criaremos um sistema fechado. Se empurrarmos para baixo o pistão esquerdo, veremos o pistão direito se mover para cima (veja o vídeo às 01:19). Esse movimento acontece porque a força que aplicamos no primeiro pistão foi transmitida para o segundo pistão usando a água incompressível.
Sabendo disso, o que você acha que aconteceria se alargássemos o tubo da direita e aumentássemos a área do pistão? Bem, neste caso, a força que você aplica ao pistão menor fará com que o pistão mais largo se eleve lentamente, mas com muito mais força. Na verdade, é assim que a hidráulica funciona. Como o fluido não pode ser comprimido, a pressão permanece constante ao longo dele. Pressão é a força exercida sobre uma determinada área. Portanto, se você pressionar para baixo com uma pequena força em um pistão com uma área pequena, deve haver uma grande força atuando no pistão de área maior para manter a pressão a mesma.
Em nosso experimento, usamos água, mas sabemos pelo princípio de Pascal que qualquer fluido fechado funcionará. Um fluido é definido como qualquer substância que flui e assume a forma de seu recipiente. Portanto, tanto líquidos quanto gases são fluidos. Sabendo disso, vemos que o princípio de Pascal pode ser demonstrado usando um balão cheio de ar. Ao apertar um balão, você exerce pressão sobre o sistema fechado. Essa pressão é transmitida igualmente por todo o ar, fazendo com que as paredes flexíveis do balão se projetem em todas as direções possíveis.
Exemplos
Com a nossa compreensão do princípio de Pascal, podemos entender como o princípio pode ser usado para tornar mais fácil o levantamento de peso, como o macaco hidráulico usado pelo mecânico no início de nossa lição. Um macaco hidráulico pode levantar um veículo de 2 toneladas simplesmente empurrando a alça do macaco. Isso funciona porque a pressão que o mecânico exerce na manopla é transmitida sem diminuir a todas as partes do sistema de levantamento cheio de fluido. Em outras palavras, uma pequena força aplicada a uma pequena área pode gerar a maior força em uma grande área.
O princípio de Pascal não é útil apenas para levantar objetos pesados. Na verdade, as aplicações do princípio estão ao nosso redor. Por exemplo, quando você pisa no freio do carro, a força que você aplica ao pedal do freio cria pressão em um fluido que é transmitido aos tambores de freio das quatro rodas.
Se você tiver a oportunidade de construir sua própria casa, o construtor precisará, principalmente, de uma escavadeira para limpar a área de fundação da casa. Aqui, vemos a grande concha em uma escavadeira:
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Você vê as mangueiras que transmitem o fluido hidráulico sob pressão? Este fluido move os pistões que permitem a escavação da pá.
Esses são ótimos exemplos de como o princípio de Pascal pode facilitar o trabalho pesado e nos ajudar quando dirigimos, mas você sabia que usa esse princípio em casa todos os dias? Na verdade, se você escovou os dentes esta manhã, já aplicou o princípio hoje. Quando você espreme a pasta de dente de seu tubo, está aplicando o princípio de Pascal. A pasta de dente é um fluido que está contido em um tubo. Quando você aperta uma das extremidades do tubo, a pressão é transmitida igualmente por todo o creme dental. Quando a pressão atinge a tampa aberta, o creme dental é forçado para fora do tubo e para a escova.
Resumo da lição
Vamos revisar.
O princípio de Pascal afirma que uma mudança na pressão em qualquer ponto de um fluido fechado será transmitida sem diminuição para todas as partes desse fluido. Um fluido é definido como qualquer substância que flui e assume a forma de seu recipiente. Como o fluido não pode ser comprimido, a pressão permanece constante ao longo dele. Pressão é a força exercida sobre uma determinada área.
Resultados de Aprendizagem
Depois de concluir esta lição, você será capaz de:
- Definir fluido e pressão
- Enuncie o princípio de Pascal e explique como ele funciona
- Descreva exemplos do princípio de Pascal em ação