Graduação
  1. Mecânica clássica  1.1. dinâmica  1.1.1. Movimento em uma dimensão  1.1.2. Movimento em duas dimensões  1.1.3. movimento de projétil  1.1.4. Velocidade relativa  1.1.5. Movimento circular uniforme  1.1.6. Movimento circular não uniforme  1.1.7. Sistemas de referência e transformações  1.2. Leis de Newton do Movimento  1.2.1. Primeira lei do movimento  1.2.2. Segunda lei do movimento  1.2.3. Terceira Lei do Movimento  1.2.4. Aplicações das Leis de Newton  1.2.5. Atrito e seus tipos  1.2.6. Diagrama de Corpo Livre  1.2.7. Restrições e pseudo-forças  1.3. Trabalho e Energia  1.3.1. trabalho realizado pela força  1.3.2. Teorema trabalho–energia  1.3.3. Energia Cinética  1.3.4. Energia potencial na mecânica clássica  1.3.5. Forças conservativas e não conservativas  1.3.6. Conservação de Energia  1.3.7. Potência e eficiência  1.4. Velocidade e colisões  1.4.1. Momento linear  1.4.2. Conservação do Momento  1.4.3. Impulso e força de impacto  1.4.4. Colisão elástica e inelástica  1.4.5. Centro de massa e velocidade  1.4.6. Propulsão de Foguetes  1.5. Movimento rotacional  1.5.1. Torque e Momento Angular  1.5.2. Momento de inércia  1.5.3. Cinemática Rotacional  1.5.4. Energia Rotacional  1.5.5. Movimento de Rolamento  1.5.6. Precessão e movimento giroscópico  1.6. Força gravitacional  1.6.1. Lei da gravitação universal de Newton  1.6.2. Energia potencial gravitacional  1.6.3. Mecânica orbital  1.6.4. Leis do movimento planetário de Kepler  1.6.5. Campo gravitacional e potencial  1.7. Fluid mechanics  1.7.1. Pressão e Princípio de Pascal  1.7.2. Flutuabilidade e o Princípio de Arquimedes  1.7.3. Dinâmica dos Fluidos e Princípio de Bernoulli  1.7.4. Viscosidade e Lei de Poiseuille  1.7.5. Tensão superficial e capilaridade  1.8. Oscilações e ondas  1.8.1. Movimento Harmônico Simples  1.8.2. Oscilações amortecidas e forçadas  1.8.3. Oscilações acopladas e modos comuns  1.8.4. Propriedades e tipos de ondas  1.8.5. Ondas Sonoras e o Efeito Doppler  1.8.6. Interferência de ondas e superposição
  2. Eletromagnetismo  2.1. Eletrostática  2.1.1. Carga elétrica e propriedades  2.1.2. Lei de Coulomb  2.1.3. Campo elétrico e potencial elétrico  2.1.4. Lei de Gauss  2.1.5. Capacitância e Dielétrico  2.1.6. Dipolo elétrico e energia potencial  2.2. Circuitos Elétricos  2.2.1. Corrente e Resistência  2.2.2. Lei de Ohm  2.2.3. Leis de Kirchhoff  2.2.4. Circuito RC  2.2.5. Circuits de CA e Reatância  2.2.6. Energia e potência elétrica  2.3. Magnetismo  2.3.1. Campos e Forças Magnéticas  2.3.2. Lei de Ampère  2.3.3. Momento de dipolo magnético  2.3.4. Lei de Biot-Savart  2.3.5. Materiais Magnéticos e Histerese  2.4. Indução eletromagnética  2.4.1. Lei de Faraday  2.4.2. Lei de Lenz  2.4.3. Autoindução e indução mútua  2.4.4. Transformadores e circuitos indutivos  2.5. Equações de Maxwell  2.5.1. Lei de Gauss para eletricidade  2.5.2. Lei de Gauss para o magnetismo  2.5.3. Lei da indução de Faraday  2.5.4. Lei de Ampere-Maxwell  2.5.5. Ondas eletromagnéticas
  3. Termodinâmica  3.1. Leis da Termodinâmica  3.1.1. Lei Zero da Termodinâmica  3.1.2. Primeira lei da termodinâmica  3.1.3. Segunda Lei  3.1.4. Terceira Lei  3.2. Calor e trabalho  3.2.1. Transferência de calor (condução, convecção, radiação)  3.2.2. Expansão térmica  3.2.3. Motores térmicos e refrigeradores  3.2.4. Ciclo de Carnot e eficiência  3.3. Mecânica estatística  3.3.1. Distribuição de Maxwell–Boltzmann  3.3.2. Entropia e Probabilidade  3.3.3. Função de partição  3.3.4. Estatísticas de Fermi–Dirac e Bose–Einstein
  4. Óptica  4.1. Óptica Geométrica  4.1.1. Reflexão e Refração  4.1.2. Espelhos e lentes  4.1.3. Instrumentos Ópticos  4.1.4. Princípio de Fermat  4.2. Óptica de ondas  4.2.1. Interferência em óptica de ondas  4.2.2. Difração  4.2.3. Polarização  4.2.4. Coerência e holografia
  5. Mecânica quântica  5.1. Dualidade onda-partícula  5.1.1. Radiação de corpo negro na dualidade onda-partícula em mecânica quântica  5.1.2. Efeito Fotoelétrico  5.1.3. Espalhamento Compton  5.1.4. Comprimento de onda de De Broglie  5.2. Equação de Schrödinger  5.2.1. Equação de Schrödinger independente do tempo  5.2.2. Partícula em uma caixa  5.2.3. Túnel Quântico  5.2.4. Poços e barreiras de potencial  5.3. Estados Quânticos  5.3.1. Função de onda  5.3.2. Operadores quânticos  5.3.3. Princípio da incerteza de Heisenberg  5.3.4. Momento angular e spin
  6. Relatividade  6.1. Relatividade especial  6.1.1. Transformações de Lorentz  6.1.2. Expansão do tempo e contração do comprimento  6.1.3. Energia relativística e momento  6.2. Relatividade Geral  6.2.1. Princípio da Equivalência  6.2.2. Métrica de Schwarzschild  6.2.3. Ondas gravitacionais  6.2.4. Buracos negros e horizontes de eventos
  7. Física do estado sólido  7.1. Estrutura cristalina  7.1.1. Redes de Bravais  7.1.2. Difração de raios X  7.1.3. Teoria das bandas  7.1.4. Fónons e vibrações da rede  7.2. Propriedades Elétricas e Magnéticas  7.2.1. Condutores, Semicondutores e Isolantes  7.2.2. Supercondutividade  7.2.3. Efeito Hall
  8. Física nuclear e de partículas  8.1. Estrutura Atômica  8.1.1. Modelo Atômico  8.1.2. Energia de ligação nuclear  8.2. Radioatividade  8.2.1. Decaimento alfa, beta, gama  8.2.2. Meia-vida  8.2.3. Fissão e Fusão Nuclear  8.3. Física de partículas  8.3.1. Modelo Padrão  8.3.2. Quarks e Léptons  8.3.3. antimatéria  8.3.4. Interações fundamentais
  9. Astrofísica e cosmologia  9.1. Evolução estelar  9.1.1. Formação estelar  9.1.2. Buracos negros e estrelas de nêutrons  9.1.3. Anãs brancas e supernovas  9.2. Cosmologia  9.2.1. The Big Bang Theory  9.2.2. Matéria escura e energia escura  9.2.3. Fundo cósmico de micro-ondas

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Pressão e Princípio de Pascal


A mecânica dos fluidos é um tópico essencial na mecânica clássica, explorando o comportamento dos fluidos em repouso e em movimento. Uma parte importante deste campo é entender a pressão e como ela afeta a dinâmica dos fluidos. Um dos princípios fundamentais associados à pressão é o princípio de Pascal, nomeado em homenagem ao matemático, físico e inventor francês Blaise Pascal. Este princípio é uma pedra angular da mecânica dos fluidos e tem um impacto profundo no comportamento dos fluidos em vários sistemas.

Suportando a pressão

A pressão é um conceito que encontramos na vida cotidiana, desde a pressão nos pneus de automóveis até a pressão atmosférica que afeta os padrões climáticos. No contexto da mecânica dos fluidos, a pressão é definida como a força aplicada perpendicularmente à superfície de um objeto dividida pela área sobre a qual a força é distribuída. Matematicamente, a pressão (P) pode ser expressa como:

P = F / A

Onde:

  • P é a pressão.
  • F é a força aplicada.
  • A é a área sobre a qual a força é distribuída.

No Sistema Internacional de Unidades (SI), a pressão é medida em unidades de pascals (Pa), onde 1 pascal é igual a 1 newton por metro quadrado.

Visualizando a pressão

Imagine que você está apertando um balão com a mão. A pressão aplicada pela sua mão é distribuída uniformemente pela superfície do balão. Quanto menor a área de contato da sua mão, maior a pressão, porque a mesma força é aplicada sobre uma área menor. É por isso que apertar com um dedo pode causar o estouro do balão mais facilmente do que usar a palma da mão.

O diagrama acima mostra um balão com uma força aplicada em um único ponto. A força é melhor representada usando linhas para mostrar a direção e a magnitude, onde uma área menor leva a uma pressão mais alta.

Princípio de Pascal

O princípio de Pascal, ou a lei de Pascal, afirma que uma mudança na pressão aplicada a um fluido fechado é transmitida sem perda para todos os pontos do fluido e para as paredes de seu recipiente. Em termos simples, se você aplicar pressão a um fluido em um sistema fechado, o aumento da pressão é sentido igualmente em todo o fluido. Este princípio permite que os sistemas hidráulicos funcionem.

Matematicamente, a lei de Pascal pode ser representada da seguinte maneira:

dP = Delta P

Onde dP é a mudança na pressão aplicada a um fluido encerrado e Delta P representa a mudança de pressão experimentada em qualquer outro ponto do fluido.

Aplicação prática do princípio de Pascal

O princípio de Pascal tem muitas aplicações práticas, mais notavelmente em sistemas hidráulicos, que são usados em freios, macacos hidráulicos e outras máquinas. Imagine um sistema hidráulico simples com dois pistões, um pequeno e um grande, conectados por um tubo cheio de óleo. Quando você aplica força ao pistão menor, a pressão é transmitida através do fluido, causando uma força maior no pistão maior porque a área maior do pistão amplia a força aplicada.

Considere esta prensa hidráulica:

Aqui, o pistão menor à esquerda é pressionado para baixo, aumentando a pressão no fluido, e o pistão maior à direita é empurrado para cima com mais força.

Exemplos textuais

Considere o sistema de freios hidráulicos de um carro. Quando você pressiona o pedal do freio, isso aumenta a pressão no fluido hidráulico, que transfere esse aumento de pressão para os cilindros de freio em cada roda. Isso resulta nas pastilhas de freio pressionando fortemente os rotores das rodas, efetivamente parando o veículo.

Pressão em líquidos

Os fluidos exercem pressão sobre um objeto devido ao peso do fluido acima dele. Este tipo de pressão é chamada de pressão hidrostática. A pressão a uma certa profundidade em uma coluna de fluido é dada pela fórmula:

P = P_0 + rho gh

Onde:

  • P_0 é a pressão na superfície do fluido.
  • rho é a densidade do líquido.
  • g é a aceleração devido à gravidade.
  • h é a altura do fluido acima do ponto.

Esta equação ajuda a explicar por que a pressão aumenta à medida que você vai mais fundo na água. Quando há mais fluido acima, a pressão exercida sobre os objetos abaixo aumenta proporcionalmente, impactando o comportamento e a implementação de soluções de engenharia para submarinos, torres de água e outros sistemas baseados em fluidos.

Conclusão

Entender a pressão e o princípio de Pascal é vital na mecânica dos fluidos. Desde aplicações cotidianas, como freios de automóveis, até máquinas hidráulicas complexas, os princípios que governam a pressão dos fluidos e sua transmissão respondem a muitas perguntas sobre o comportamento dos fluidos em sistemas fechados. Dominar esses conceitos é crucial para aproveitar as propriedades dos fluidos em soluções de engenharia práticas e inovadoras.


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Pressão e Princípio de Pascal

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