Os líquidos e os gases são chamados de modo geral de fluidos. A hidrostática é a parte da física que estuda o comportamento dos fluidos quando estão em repouso. Para começar nosso estudo, vamos primeiramente definir alguns conceitos muito importantes.
Pressão
Uma experiência bastante simples que você pode realizar nesse exato momento para verificar (e sentir) o que chamamos de pressão é segurar um livro e um lápis com a palma da mão.
Agora segure novamente o livro e o lápis, mas dessa vez colocando o lápis com a ponta voltada para a palma da mão e o livro na outra extremidade do lápis, deixando o livro se apoiar sobre ele. Faça você essa experiência. Sentiu a diferença?
A força feita pela mão para segurar o livro e o lápis é a mesma nos dois casos, entretanto, ao equilibrar a mesma força com a ponta do lápis, o efeito sobre a mão é muito diferente. O conceito físico envolvido nessa experiência é o conceito de pressão.
A pressão de uma força F, perpendicular a uma superfície, e distribuída igualmente sobre uma área A, é definida como a razão do módulo da força sobre o valor da área. [latex]P=\frac{F}{A} [/latex]
A unidade de pressão no SI, é dada em Newton / metro quadrado (N/m²) também chamada pascal (Pa): 1 N/m² =Pa.
Suponhamos que o bloco da figura exerça uma força de 10 Newtons sobre a superfície, e que essa tenha uma área de 2,5 cm². A pressão exercida será então:
[latex display=”true”]P=\frac{F}{A} =\frac{10 N}{2,5 cm^2}=4\frac{N}{cm²} [/latex]
Isto é, em cada centímetro quadrado da superfície, atua uma força de 4 Newtons.
A Densidade (ou Massa Específica)
Denominemos a densidade pela letra grega [latex]\rho[/latex] (rô). A densidade de um corpo é dada pela razão entre a massa do corpo (m) e seu volume (V), ou seja:
[latex display=”true”]\rho=\frac{m}{V}[/latex]
Dessa forma, a unidade de densidade (ou massa específica) no sistema internacional será o kg/m:
[latex display=”true”]\rho=\frac{m}{V}=\frac{kg}{m³}[/latex]
Algumas unidades de densidade bastante utilizadas são o g/cm³; e o kg/litro, onde:
[latex display=”true”]1\frac{kg}{m³}=\frac{1000g}{(3cm)³}=10^{3-6}\frac{g}{cm³}\to 1\frac{kg}{m³}=10^{-3}\frac{g}{cm³}[/latex]
E como 1 m³ = 1000 l temos:
[latex display=”true”]1\frac{kg}{m³}=\frac{1kg}{1000 l}\to 1\frac{kg}{m³}= 10^{-3}\frac{kg}{l}=10^{-3}\frac{g}{cm³}[/latex]
Na natureza os elementos têm densidades bastante diferentes. A tabela a
seguir ilustra a densidade de alguns elementos bastante conhecidos.
Elemento – Densidade em g/cm³
Água – 1,0
Gelo – 0,92
Ar a 20ºC e1 atm – 0,00121
Cortiça – 0,24
Alumínio – 2,7
Ferro – 7,6
Chumbo – 11,3
Mercúrio – 13,6
Referências
Francisco Ramalho Júnior, Nicolau Gilberto Ferraro, Paulo, Os fundamentos da Física – Volume 2 – Os fundamentos da Física | Editora Moderna, 10ª edição, 2020.
LEITE, Carlos Alberto Faria; COSTA, EdEn ViEira. Fundação Cecierj Pré-VEstibular soCial. 2015.
