Hidrostática - pressão

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Hidrostática - pressão

Mensagem por Aluna59 em Qui 12 Abr 2018, 15:50

Enche-se de água, até a borda, um tubo de vidro com uma extremidade fechada; tampa-se, com o dedo, a extremidade aberta; emborca-se o tubo na água de uma cuba. Retirando-se o dedo, com o tubo imerso, a água – de tom escuro – se distribuirá de acordo com a seguinte figura.
Gab - D


Alguem poderia expor uma explicação teórica sobre essa questão?
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Re: Hidrostática - pressão

Mensagem por Aluna59 em Qui 12 Abr 2018, 20:45

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Re: Hidrostática - pressão

Mensagem por Hayzel Sh em Qui 12 Abr 2018, 21:42

É possível demonstrar fisicamente que um ponto na superfície livre do líquido terá a mesma pressão do que a pressão feita pela coluna do líquido, caso os pontos estejam na mesma horizontal. Essa é uma consequência da Lei de Stevin.

Dessa forma, não pode ser a letra a) porque, pela Lei de Stevin, um ponto no vácuo (sem pressão) não pode ter a mesma pressão que o ponto que está na mesma horizontal e que está sujeito à pressão atmosférica.

Não pode ser a b) pelo mesmo motivo da a): para esse caso estar certo, pela Lei de Stevin, um ponto na superfície livre do líquido teria de ter a mesma pressão do ponto acima do qual temos apenas o vácuo, o que é um absurdo.

A letra c) é possível caso o tubo tenha mais de 10 metros de comprimento, porque um ponto imediatamente abaixo da coluna de água (10 metros de coluna d'água equivale a 1 atm) teria a mesma pressão (1 atm) de um ponto na superfície livre do líquido.

d): como o tubo, em termos práticos, não tem mais de 10 metros de comprimento, a pressão atmosférica, de um ponto sobre a superfície livre do líquido, é igual à pressão da coluna d'água no ponto imediatamente abaixo da coluna d'água totalmente preenchida somada à pressão feita pela força de reação que o topo do recipiente faz na água (transmitida até esse ponto pelo Princípio de Pascal).
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Re: Hidrostática - pressão

Mensagem por Aluna59 em Sex 13 Abr 2018, 17:48

Não consigo visualizar muito bem a sua explicação das alternativas A e B. 
Como assim pontos no vácuo? O canudo estava com ar, só penso que ao colocar um canudo no copo a água entraria um pouquinho nele  :scratch:
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Re: Hidrostática - pressão

Mensagem por Hayzel Sh em Sex 13 Abr 2018, 18:31

Pontos no vácuo a que me refiro são pontos na mesma horizontal da superfície do líquido e que estão dentro do canudo. Na alternativa A e B, pela Lei de Stevin, esses pontos teriam de ter a mesma pressão do que a pressão em pontos na superfície do líquido, que é igual à pressão atmosférica. Isso é um absurdo, porque acima dos pontos que estão dentro do canudo e nessa horizontal há apenas vácuo, ou seja, não há pressão sobre eles. A pressão em todos os pontos da horizontal precisam de ter a mesma pressão.

Ao colocar o canudo no copo de água, a água não entra um pouquinho nele. Pelo contrário, as moléculas de ar da atmosfera pressionam a superfície do líquido que está na cuba e empurram ainda mais a água para dentro do canudo, de forma que se fosse possível esticar o canudo, estando ele ainda mergulhado na cuba, a água iria preencher o volume que foi "esticado".

Para acontecer o que você está propondo, o líquido precisaria ser muito denso, ou então o canudo deveria ser muito longo. Se o líquido fosse mercúrio, que é bem mais denso do que a água, e o tubo tivesse mais de 76 cm (já que 1 atm = 76 cm de mercúrio), aconteceria isso que você está falando de o líquido "entrar um pouquinho" na cuba. Mas se o tubo tivesse meio metro, por exemplo, e o líquido fosse mercúrio, teríamos caso análogo da alternativa D. No caso da água, o tubo deveria ter mais de 10 metros de comprimento para a água entrar um pouco na cuba. Cálculo da altura da coluna de água que faz uma pressão de 1 atm (10^5 N/m²):

p = dgh
10^5 = 10³*10*h
h = 10 m.
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