{"id":61396,"date":"2022-01-18T07:00:00","date_gmt":"2022-01-18T10:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/?p=61396"},"modified":"2024-09-26T09:30:56","modified_gmt":"2024-09-26T12:30:56","slug":"hidrostatica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/hidrostatica\/","title":{"rendered":"Hidrost\u00e1tica: press\u00e3o, densidade e f\u00f3rmulas"},"content":{"rendered":"<p>Voc&ecirc; j&aacute; se perguntou sobre como &eacute; poss&iacute;vel um navio, com t&atilde;o grande massa, flutuar e movimentar-se sobre a &aacute;gua? Parte da explica&ccedil;&atilde;o leva em considera&ccedil;&atilde;o os princ&iacute;pios da hidrost&aacute;tica, como a press&atilde;o, a densidade com seus c&aacute;lculos f&iacute;sicos.<p>Para te ajudar na compreens&atilde;o desse tema e demonstrar como ele aparece nos vestibulares, a Coruja preparou um resumo com os conceitos e f&oacute;rmulas mais importantes da hidrost&aacute;tica para as provas.&nbsp;<\/p><div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_76 counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-transparent ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\"><p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">Navegue pelo conte\u00fado<\/p>\n<\/div><nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1 ' ><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/hidrostatica\/#O-que-e-hidrostatica\" >O que &eacute; hidrost&aacute;tica?<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/hidrostatica\/#Principais-conceitos-da-hidrostatica\" >Principais conceitos da hidrost&aacute;tica<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/hidrostatica\/#Hidrostatica-exercicios\" >Hidrost&aacute;tica: exerc&iacute;cios<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/hidrostatica\/#Aprenda-mais-de-hidrostatica-com-o-Estrategia-Vestibulares\" >Aprenda mais de hidrost&aacute;tica com o Estrat&eacute;gia Vestibulares<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-5\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/hidrostatica\/#Veja-tambem\" >Veja tamb&eacute;m:<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-o-que-e-hidrostatica\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"O-que-e-hidrostatica\"><\/span>O que &eacute; hidrost&aacute;tica?<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>A hidrost&aacute;tica &eacute; o ramo da f&iacute;sica que estuda a <strong><a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/estatica\/\" target=\"_blank\">est&aacute;tica<\/a> dentro de fluidos<\/strong>, sejam eles l&iacute;quidos ou gasosos. Para isso, s&atilde;o analisadas as for&ccedil;as que atuam sobre o corpo envolto no fluido e calcula-se, vetorial e quantitativamente, a influ&ecirc;ncia delas para o posicionamento desse objeto.<\/p><p>Os fluidos s&atilde;o aqueles materiais em que a mol&eacute;cula possui uma maior mobilidade, nesse caso, n&atilde;o possuem um formato fixo. Considera-se que eles <strong>adquirem a forma do recipiente<\/strong> ou ambiente em que est&atilde;o inseridos.<\/p><p>Por exemplo, quando colocamos &aacute;gua em um copo, ela adquire a forma do utens&iacute;lio. Mas se pegarmos a mesma &aacute;gua e adicionarmos em uma jarra, o formato ser&aacute; diferente, mesmo que as mol&eacute;culas sejam exatamente iguais.<\/p><p>A capacidade de um fluido de escoar entre dois corpos e adquirir novas silhuetas est&aacute; relacionada com a sua <strong>viscosidade<\/strong>: quanto mais viscoso for o fluido, menor sua adaptabilidade. O contr&aacute;rio &eacute; verdadeiro: a menor viscosidade possibilita maior adequa&ccedil;&atilde;o formal.<\/p><p><a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=kikS2yNW7Ws\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Aula especial: Todas as quest&otilde;es do ENEM de Hidrost&aacute;tica &ndash; parte 1 | Prof. Davi<\/a><\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-principais-conceitos-da-hidrostatica\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Principais-conceitos-da-hidrostatica\"><\/span>Principais conceitos da hidrost&aacute;tica<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-pressao-p\">Press&atilde;o (p)<\/h3><p>A press&atilde;o hidrost&aacute;tica (p) relaciona a quantidade de for&ccedil;a (F) com a &aacute;rea ocupada pelo objeto (A). Para isso, utiliza-se a f&oacute;rmula:<\/p><p><strong>p = F\/A<\/strong><\/p><p>Conforme o sistema internacional de unidades (SI), a unidade de press&atilde;o ser&aacute; dada por [p] = N\/m<sup>2<\/sup>, que tamb&eacute;m pode ser chamada de pascal (Pa).<\/p><p>Embora os termos f&iacute;sicos adotem tais padr&otilde;es de medida, no dia a dia e em muitos exerc&iacute;cios de vestibulares encontramos valores mensurados em unidades de atmosfera. Para isso, &eacute; importante saber que a cada 1 atm s&atilde;o contabilizados 10<sup>5 <\/sup>Pa.&nbsp;<\/p><p>Para al&eacute;m da convers&atilde;o supracitada, algumas quest&otilde;es tamb&eacute;m mensuram a unidade de press&atilde;o com mil&iacute;metros de merc&uacute;rio (mmHg). Portanto saiba que:<\/p><p><strong>1 atm = 10<\/strong><strong><sup>5<\/sup><\/strong><strong> Pa = 760 mmHg<\/strong><\/p><p>A press&atilde;o a n&iacute;vel do mar (altitude de 0 m) tem o valor de 1 atm e representa a for&ccedil;a exercida pelo ar na por&ccedil;&atilde;o mais baixa da atmosfera. Isso indica que, quanto maior a altitude, menor a press&atilde;o atmosf&eacute;rica encontrada.&nbsp;<\/p><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-massa-especifica-&mu;-nbsp\">Massa espec&iacute;fica (&mu;)&nbsp;<\/h3><p>A massa espec&iacute;fica (&mu;) &eacute; uma propriedade do <strong>material<\/strong>, de forma que <strong>n&atilde;o se altera <\/strong>com fatores externos. Ela relaciona a quantidade de massa (m) com o volume (V), em um determinado composto.&nbsp;<\/p><p>Esse conceito &eacute; muito &uacute;til para <strong>comparar<\/strong>, por exemplo, o chumbo com a pena: a primeira subst&acirc;ncia precisa de um pequeno volume para alcan&ccedil;ar 1 kg, enquanto muitos sacos seriam necess&aacute;rios para conseguir a mesma massa de pena.&nbsp;<\/p><p>A f&oacute;rmula da massa espec&iacute;fica (&mu;) &eacute; dada por:<\/p><p><strong>&nbsp;&mu; = m\/V&nbsp;<\/strong><\/p><p>Em termos de unidade temos que:<\/p><p><strong>&nbsp;[&mu;]=kg\/m<\/strong><strong><sup>3<\/sup><\/strong><\/p><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-densidade\">Densidade<\/h3><p>Por sua vez, a densidade <strong>associa a quantidade de massa com o volume em um corpo<\/strong> &mdash; isso faz com que ela seja <strong>alter&aacute;vel <\/strong>no decorrer do tempo. Por exemplo:<\/p><p>o volume de um copo &eacute; sempre o mesmo, mas a massa de &aacute;gua ali presente &eacute; vari&aacute;vel, por isso a densidade se altera.&nbsp;<\/p><figure class=\"wp-block-image\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh3.googleusercontent.com\/nIAfATIV7GY-2WoMWUgd311eRfHLuEWpFNmtFhSFh-MD7de1n4JVZVIT-pe2QcrD_4cyB3eJ0huJQwkb7pz-sGBCvcfDVatEmxjtnlmW058r8fn6ZYeWJ2IfeO_gcT9Suip7Jp_c\" alt=\"hidrost&aacute;tica - densidade e massa espec&iacute;fica\"><\/figure><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-teorema-de-stevin-nbsp\">Teorema de Stevin&nbsp;<\/h3><p>O teorema de Stevin, tamb&eacute;m conhecido como<strong> teorema fundamental da hidrost&aacute;tica<\/strong>, diz que, na mesma linha horizontal de um fluido, todos os pontos possuem a mesma press&atilde;o.<\/p><p>Ao mesmo tempo, conforme aumenta-se a profundidade dessa linha horizontal, maior &eacute; a press&atilde;o hidrost&aacute;tica encontrada.&nbsp;<\/p><p>Observe o esquema a seguir: os pontos A e B est&atilde;o &agrave; mesma dist&acirc;ncia da superf&iacute;cie e est&atilde;o sob a mesma press&atilde;o. J&aacute; os pontos D e C est&atilde;o em linhas horizontais diferentes e cada um tem uma press&atilde;o diferente.&nbsp;<\/p><figure class=\"wp-block-image\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh5.googleusercontent.com\/8SaTLTOZNDMtEWODeJSdmODxkkblmQ7SEHGbLoAByTKNRkUvzQdWJKvMOtiotNOYz0HNRqtLInXztv0Mrndr7vAqHTONgRm-0jx_mA-h4IIVOq8FKXV-3SZShTVJQNla203qAIy4\" alt=\"hidrost&aacute;tica - teorema de stevin\"><\/figure><p>Em termos de f&oacute;rmula, o teorema de Stevin diz que a press&atilde;o total em um determinado ponto ser&aacute;:<\/p><p><strong>P<\/strong><strong><sub>TOTAL<\/sub><\/strong><strong> = P<\/strong><strong><sub>ATM <\/sub><\/strong><strong>+&nbsp; P<\/strong><strong><sub>HIDROST&Aacute;TICA<\/sub><\/strong><\/p><p>Considera-se que a press&atilde;o hidrost&aacute;tica relaciona o peso de um objeto com a &aacute;rea ocupada por ele, veja as manipula&ccedil;&otilde;es matem&aacute;ticas:<\/p><p><strong>P<\/strong><strong><sub>H <\/sub><\/strong><strong>= m.g \/ A&nbsp;<\/strong><\/p><p>Como <strong>&nbsp;<\/strong>&mu; = m\/V, m = &mu;.V, assim:<\/p><p><strong>P<\/strong><strong><sub>H <\/sub><\/strong><strong>= &mu;.V.g \/ A&nbsp;<\/strong><\/p><p>Da <a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/matematica\/geometria\/\" target=\"_blank\">geometria<\/a> espacial, sabemos que a altura (h) de um objeto, multiplicada por sua &aacute;rea da base fornece seu volume: V = A.h. Essa equa&ccedil;&atilde;o tamb&eacute;m pode ser descrita por h = V\/A. Substituindo na f&oacute;rmula da P<sub>H<\/sub>:<\/p><p><strong>P<\/strong><strong><sub>H <\/sub><\/strong><strong>= &mu;.h.g<\/strong><\/p><p>Por isso, o teorema de Stevin pode ser descrito como<\/p><p><strong>P<\/strong><strong><sub>TOTAL<\/sub><\/strong><strong> = P<\/strong><strong><sub>ATM <\/sub><\/strong><strong>+&nbsp; &mu;.g.h<\/strong><\/p><p>Em que P<sub>ATM <\/sub>representa a press&atilde;o atmosf&eacute;rica do ambiente, &mu; &eacute; a massa espec&iacute;fica do material que comp&otilde;e o corpo, g &eacute; a acelera&ccedil;&atilde;o da gravidade e h &eacute; a dist&acirc;ncia entre o objeto e a superf&iacute;cie.<\/p><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-empuxo-nbsp\">Empuxo&nbsp;<\/h3><p>O &uacute;ltimo conceito que vamos tratar, na hidrost&aacute;tica, ser&aacute; o empuxo, que est&aacute; proposto no Princ&iacute;pio de Arquimedes. Segundo essa ideia, o empuxo &eacute; <strong>a resultante das for&ccedil;as que um fluido exerce sobre um corpo<\/strong>.&nbsp;<\/p><p>O valor do empuxo ser&aacute; sempre equivalente ao peso do l&iacute;quido deslocado quando um corpo &eacute; adicionado no fluido, ou seja, <strong>P <\/strong><strong><sub>l&iacute;quido deslocado <\/sub><\/strong><strong>= E.<\/strong> Outra forma de calcular o empuxo leva em conta a densidade do l&iacute;quido (d<sub>L<\/sub>) e o volume deslocado (V<sub>D<\/sub>):<\/p><p><strong>E = d<\/strong><strong><sub>L<\/sub><\/strong><strong>.V<\/strong><strong><sub>D<\/sub><\/strong><strong>.g<\/strong><\/p><p>&nbsp;Imagine, por exemplo, que um copo est&aacute; cheio de &aacute;gua at&eacute; a borda.<\/p><p>Agora, algu&eacute;m adiciona uma por&ccedil;&atilde;o de bolas de gude nesse recipiente. Com o transbordamento do copo, voc&ecirc; capta toda a &aacute;gua que se derramou e confere que 100g de &aacute;gua foram expelidas do frasco.<\/p><p>Calculando o peso dessa massa de &aacute;gua, com a unidade padr&atilde;o [m]=kg e considerando g= 10 m\/s<sup>2<\/sup>:<\/p><p>P = m.g<\/p><p>P = 0,1.10<\/p><p>P = 1 N&nbsp;<\/p><p>Conforme o enunciado apresentado anteriormente, sabemos que o valor do empuxo exercido nesse sistema &eacute; de 1N.&nbsp;<\/p><p>Por fim, saiba que a flutua&ccedil;&atilde;o de um navio nas &aacute;guas diz respeito ao <strong>equil&iacute;brio <\/strong>entre a press&atilde;o exercida pela &aacute;gua, o peso do navio e a for&ccedil;a de empuxo. Tamb&eacute;m &eacute; importante a escolha de um material com massa espec&iacute;fica adequada e um n&uacute;mero de peso m&aacute;ximo suportado pela embarca&ccedil;&atilde;o.<\/p><p>+ Veja tamb&eacute;m: <a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/fisica\/principio-de-arquimedes\/\" target=\"_blank\">Princ&iacute;pio de Arquimedes: o que &eacute;, peso aparente e f&oacute;rmulas<\/a><\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-hidrostatica-exercicios\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Hidrostatica-exercicios\"><\/span>Hidrost&aacute;tica: exerc&iacute;cios<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p><strong>PUC-RJ 2006<\/strong><\/p><p>Uma esfera oca de a&ccedil;o, de massa M = 10 kg, flutua com metade de seu volume fora d&rsquo;&aacute;gua. A densidade do ferro &eacute; &rho;<sub>Fe<\/sub> = 7,8 x 10<sup>3<\/sup> kg\/m<sup>3<\/sup>, e a da &aacute;gua &eacute; &rho;<sub>H2O<\/sub> = 1,0 x 10<sup>3<\/sup> kg\/m<sup>3<\/sup>. O volume da esfera de a&ccedil;o &eacute;: (g = 10 m\/s<sup>2<\/sup>)<\/p><p>a) 2,0 x 10<sup>-3<\/sup> m<sup>3<\/sup><br>b) 2,0 x 10<sup>-2<\/sup> m<sup>3<\/sup><br>c) 2,0 x 10<sup>-1<\/sup> m<sup>3<\/sup><br>d) 2,0 x 10<sup>0<\/sup> m<sup>3<\/sup><br>e) 2,0 x 10<sup>+1<\/sup> m<sup>3<\/sup><\/p><p>Levando em conta a f&oacute;rmula do empuxo <strong>E = d<\/strong><strong><sub>L<\/sub><\/strong><strong>.V<\/strong><strong><sub>D<\/sub><\/strong><strong>.g <\/strong>e que E=P, temos que:<\/p><p>d<sub>L<\/sub> = 1,0 x 10<sup>3<\/sup> kg\/m<sup>3<\/sup><br>V<sub>D<\/sub> = V<sub>ESFERA<\/sub>\/2<br>g = 10 m\/s<sup>2<\/sup><\/p><p>E =<strong> <\/strong>1,0.10<sup>3<\/sup>.10.V<sub>ESFERA<\/sub>\/2<br>E = 5.10<sup>3<\/sup>.V<sub>ESFERA<\/sub><\/p><p>Se P = E, temos que&nbsp;<\/p><p>P = m.g<br>P = 10.10<br>P = 10<sup>2<\/sup><\/p><p>10<sup>2<\/sup> = 5.10<sup>3<\/sup>.V<sub>ESFERA<\/sub><br>20.10<sup>-3<\/sup> = V<sub>ESFERA<\/sub><br><strong>2.10<sup>-2 <\/sup>= V<sub>ESFERA <\/sub><\/strong>, como aponta a <strong>alternativa B<\/strong>.<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-aprenda-mais-de-hidrostatica-com-o-estrategia-vestibulares\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Aprenda-mais-de-hidrostatica-com-o-Estrategia-Vestibulares\"><\/span>Aprenda mais de hidrost&aacute;tica com o Estrat&eacute;gia Vestibulares<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>A hidrost&aacute;tica aparece com frequ&ecirc;ncia nos processos seletivos da Unicamp. 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href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/fisica\/diagrama-de-fases\/\">Diagrama de Fases: o que &eacute; e como interpretar<\/a>&nbsp;<\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/fisica\/formulas-fisica-enem\/\">F&oacute;rmulas de F&iacute;sica mais comuns do Enem e outros vestibulares<\/a>&nbsp;<\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/fisica\/calorimetria-no-enem\/\">Calorimetria no Enem: como cai?<\/a>&nbsp;<\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/fisica\/optica\/\">Como cai a &oacute;ptica no Enem<\/a>&nbsp;<\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/fisica\/eletricidade\/\">Eletricidade: conhe&ccedil;a as principais f&oacute;rmulas e conceitos<\/a><\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/fisica\/prova-fisica-2-fase-unicamp-2020\/\">Resolu&ccedil;&atilde;o da prova de F&iacute;sica da 2&ordf; Fase da Unicamp 2020<\/a><\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/fisica\/prova-fuvest-2020-fisica\/\">Resolu&ccedil;&atilde;o Comentada da prova de F&iacute;sica FUVEST 2020<\/a><\/li>\n<\/ul><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Voc&ecirc; j&aacute; se perguntou sobre como &eacute; poss&iacute;vel um navio, com t&atilde;o grande massa, flutuar e movimentar-se sobre&hellip;\n","protected":false},"author":23,"featured_media":61397,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"wl_entities_gutenberg":"","footnotes":""},"categories":[28],"tags":[],"wl_entity_type":[732],"class_list":{"0":"post-61396","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-fisica","8":"wl_entity_type-article"},"acf":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO Premium plugin v25.9 (Yoast SEO v25.9) - 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