Em nossa postagem de hoje vamos estudar sobre um assunto muito importante para a física, que também pode ser plicado em diversas situações do nosso dia a dia, que é o cálculo da pressão hidrostática exercida por uma coluna de fluido. Para isso, além de apresentarmos os conceitos importantes sobre este assunto, vamos também apresentar uma questão retirada do próprio Enem sobre o tema, para que você compreenda como este tópico pode ser abordado durante o Exame Nacional do Ensino Médio.
Embora seja um conteúdo muito simples, a pressão hidrostática é de grande importância, fazendo com que este tema seja frequentemente abordado no Enem e demais vestibulares. Além disso, a pressão hidrostática para situações do nosso dia a dia, como o dimensionamento de componentes e para os mergulhadores. Estas situações são regidas pelo Princípio Fundamental da Hidrostática, o qual afirma que, quanto maior a profundidade de um fluido, maior será a sua pressão. Matematicamente, podemos descrever este princípio da seguinte maneira:
Onde Δp é a diferença de pressão entre os dois pontos, dado em Pascal, ρ é a massa específica do fluido (em kg/m³), g é a aceleração da gravidade e ΔH é a diferença de altura entre os pontos. Em função deste princípio, podemos utilizar algumas informações importantes:
A pressão exercida pelo fluido aumenta com a sua profundidade.
Dois pontos que possuem a mesma profundidade em um fluido apresentarão a mesma pressão. Este tópico é de grande importância, uma vez que os exercícios costumam apresentar pontos em uma mesma profundidade e distantes horizontalmente. Assim, como possuem a mesma profundidade, a sua pressão será a mesma!
Como mencionamos ao longo da publicação, o fato de a pressão hidrostática ser aplicado em diversas situações do nosso dia a dia faz com que este assunto seja amplamente abordado no Enem e demais vestibulares, que procuram cada vez mais relacionar os conteúdos de estudo com situações do nosso dia a dia. Com o objetivo de exemplificar a situação descrita, vamos apresentar a seguir uma questão retirada do Enem 2020, para que você entenda como o conteúdo pode ser cobrado de uma forma geral.
"Um mergulhador fica preso ao explorar uma caverna no oceano. Dentro da caverna formou-se um bolsão de ar, como mostrado na figura, onde o mergulhador se abrigou.
Considere que a aceleração da gravidade seja igual a 10 m/s² e que a densidade da água seja de ρ = 1 000 kg/m³. Em minutos, qual é o tempo de descompressão a que o mergulhador deverá ser submetido?"