Fatores que Afetam a Pressão Guia

FísicaInicianteTempo de leitura: 3 min

Visão Geral

Por que uma cigarra pode perfurar facilmente a dura casca de uma árvore? Por que as pessoas afundam ao caminhar na neve, mas flutuam se usam esquis? Esses fenômenos envolvem o efeito da pressão. Este experimento usa o método de controle de variáveis para explorar como a magnitude da força e a área da superfície determinam conjuntamente a "pressão".

Antecedentes

No século XVII, o cientista francês Blaise Pascal realizou pesquisas aprofundadas sobre pressão e descobriu a lei de Pascal.
Para comemorar suas contribuições, a unidade de pressão no Sistema Internacional de Unidades foi nomeada "Pascal", abreviada como "Pa".
Em 1654, a experiência dos hemisférios de Magdeburgo chocou o mundo, demonstrando vividamente o imenso poder da pressão atmosférica.

Conceitos-chave

Força ( $F$ )

F

A força agindo perpendicularmente sobre uma superfície. Geralmente é representada por $F$ nas fórmulas.

Área ( $S$ )

S

A área real onde dois objetos estão em contato e se pressionam mutuamente. É representada por $S$ nas fórmulas.

Pressão ( $P$ )

P = \frac{F}{S}

A razão entre a magnitude da força e a área da superfície. Caracteriza o efeito da força.

Fórmulas e Derivação

Definição de Pressão

P = \frac{F}{S}

A unidade de

F

é Newton (N), a unidade de

S

é metro quadrado (

m^2

), e a unidade de

P

é Pascal (Pa).

Passos do Experimento

1
Explorando o Efeito da Magnitude da Força
Mantenha a "Área de Superfície $(S)$ " constante (por exemplo, $5cm^2$ ). Aumente gradualmente a "Força $(F)$ ". Observe como a profundidade de afundamento $h$ da esponja muda. O que isso indica?
2
Explorando o Efeito da Área de Superfície
Mantenha a "Força $(F)$ " constante (por exemplo, $50N$ ). Diminua a "Área de Superfície $(S)$ ". Preveja: O afundamento da esponja se tornará mais profundo ou mais raso? Verifique sua hipótese.
3
Análise Abrangente
Observe a pressão $P$ calculada no painel direito. Você descobrirá que: o valor da pressão $P$ reflete diretamente o efeito da força (profundidade de afundamento). Quanto maior $P$ , mais profundo será o afundamento.

Resultados de Aprendizagem

Entender que a pressão é uma grandeza física que representa o efeito da força.
Dominar a fórmula de pressão $P = F/S$ e sua conversão de unidades.
Ser capaz de usar o método de controle de variáveis para explicar fenômenos de pressão na vida diária.
Aprender a diminuir a pressão aumentando a área de superfície, ou aumentar a pressão diminuindo a área de superfície.

Aplicações Reais

Aumentar Pressão: Facas de cozinha são afiadas (diminuindo a área), agulhas são muito finas, a boca da cigarra.
Diminuir Pressão: Esquis são largos (aumentando a área), alças de mochila são largas, lagartas de tanques, dormentes de ferrovias.

Erros Comuns

Erro

Quanto maior a força, maior a pressão.

Correto

Incorreto. Você também deve considerar a área de superfície. Um tanque é muito mais pesado do que uma pessoa (maior força), mas devido à grande área de suas lagartas, sua pressão sobre o solo pode ser menor do que a de uma pessoa usando salto alto.

Erro

Pressão é gravidade.

Correto

Incorreto. Pressão é uma força de compressão, enquanto gravidade é a atração da Terra. A magnitude da pressão é igual à gravidade apenas quando um objeto repousa sobre uma superfície horizontal e a força é aplicada verticalmente.

Leitura Adicional

Pressure - Wikipedia

Pronto para começar?

Agora que você entende o básico, comece o experimento interativo!

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