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Contém a aplicação prática da Lei de Pascal, na construção de um elevador hidráulico e uma prensa hidráulica.
Tipologia: Resumos
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TRABALHO EM GRUPO DE HIDRÁULICA GERAL
Princípio de Blaise Pascal
3º Ano (^) Grupo 2
UNIVERSIDADE MANDUME YA NDEMOFAYO INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DA HUÍLA DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA E MINAS
TRABALHO EM GRUPO DE HIDRÁULICA GERAL
TEMA: Princípio de Blaise Pascal
Quando chegamos em casa, se fecharmos bruscamente à porta, é comum se ouvir os vidros de uma janela no mesmo ambiente vibrar ou at é outra porta se abrir. A explicaç ão para esse fato é que, ao deslocar (fechando) a porta, ela exerceu uma pressã o sobre o ar do ambiente onde se está , e essa press ão se transmitiu a todos os outros pontos do ambiente, atravé s desse meio gasoso. Esse fato é denominado princí pio de Pascal, que vale nã o só para qualquer tipo de fluido, como lí quido e gases.
Grandes benefí cios s ão decorrentes do princí pio de Pascal. Um dos mais utilizados é o elevador hidrá ulica, que é um dispositivo multiplicador de forç as. Outros exemplos sã o as prensas hidráulicas, macacos, compressores, freios, volantes hidrá ulicos, cadeiras de dentistas e barbeiros, entre outros.
No presente trabalho vamos apresentar o funcionamento de uma prensa Hidráulica e um Elevador hidráulico numa vertente prática, pra entendermos o princípio de Pascal e visualizarmos de verdade que a pressão é a mesma em todos os pontos do fluido bem como do recipiente que o contém, e que a força é directamente proporcional à área, quanto maior a área maior a força que deve ser aplicada e quanto menor a área menor a força.
Figura 2 : Dois exemplos do Princí pio de Pascal.
Retomando a figura 1 , que ilustra dois recipientes cilí ndricos de áreas transversais diferentes e interligados por um tubo contendo um fluido qualquer (de preferê ncia sendo mais incompress ível), ao se empurrar o pistã o de área menor A 1 com uma for ça F 1 , produzimos um acré scimo de press ão naquela regiã o dada por:
Esse acré scimo de pressã o é transmitido a todos os pontos do lí quido, inclusive, aos pontos pró ximos do pistã o maior de área A 2. Como a pressã o é a mesma em ambos os pistõ es, pode-se escrever que:
2
∆𝑝 1 = ∆𝑝 2
𝐹 1 𝐴 1 =^
Dessa forma, pode-se observar que a intensidade da for ça é diretamente proporcional à á rea do tubo. Isso mostra que uma forç a pequena F 1 é capaz de suportar, no outro êmbolo, um peso muito grande F 2.
Nos experimentos propostos, essa diferenç a de forç a que deve ser aplicada para conseguir movimentar o mesmo peso em duas áreas diferentes fica evidente, como será mostrado mais a diante no elevador hidráulico.
A prensa hidráulica é uma espécie de máquina desenvolvida pelo homem. É baseada no princípio de Pascal da Hidrostática. A prensa hidráulica teve uma importância muito grande na revolução industrial e também para o desenvolvimento da atual sociedade tecnológica.
A prensa hidráulica é um equipamento que trabalha conforme o princípio de Pascal e é
facilitam o transporte, armazenamento e descarte. Mesmo com os avanços tecnológicos e o desenvolvimento das normas de segurança, as prensas seguem o mesmo princípio desde sua invenção e possuem grande relevância em diversos setores industriais. Mais especificamente, o equipamento é um recurso importantíssimo na proteção e preservação do meio ambiente.
Este dispositivo é bastante utilizado no setor de reciclagem, uma vez que é capaz de comprimir fardos de papel, garrafas PET, latinhas e materiais em geral.
A prensa hidráulica funciona graças ao Princípio de Pascal, que diz que a pressão de um fluido dentro de um sistema fechado é constante e, ao aplicar força em determinado ponto concentrado, a pressão é transmitida igualmente em todas as direções, de maneira proporcional.
O funcionamento do equipamento, portanto, consiste na aplicação de força em um pequeno êmbolo, que transmite a pressão para um êmbolo muito maior, originando uma força elevada. É esta força gerada que molda e comprime a matéria que será encaminhada para reciclagem ou para seus devidos fins.
A idé ia do experimento é fazer algo parecido com uma prensa hidrá ulica, atravé s de sistemas feitos de seringas. O funcionamento de uma prensa hidrá ulica é baseado na transmissã o de press ão feita na coluna de uma das seringas, e essa pressão vai transmitir-se integralmente até a outra coluna de varias seringas (4), baixando os êmbolos das seringas devindo a pressão do liquido incompressível e prensando assim o objecto que se encontra por baixo dele.
Doze (12) Pregos; Doze (12) pregos de aço para unir os pedaços de Madeiras.
Pistola de Cola Quente; Utilizada para fazer a ligação das seringas, para reforçar as ligações entre as cânulas, bem como a ligação das seringas na Madeira.
Spray; O spray foi utilizado para pintar os pedaços de Madeira.
Obs : Nã o é uma tarefa simples quantificar o experimento dado que o atrito do êmbolo com a parede da seringa nã o pode ser desconsiderado, e ao contrário, é ele que nã o permite uma análise quantitativa desse experimento. Porem, realizando o experimento ser á possí vel observar a grande diferenç a de forç a que é necessá ria para movimentar os êmbolos.
Em 1652 o cientista francê s Blaise Pascal (1623-1662), atravé s do estudo no comportamento dos fluidos, enunciou um princí pio muito importante na Fí sica, o Princí pio de Pascal: "A variaç ã o de press ão sofrida por um ponto de um lí quido em equilí brio é transmitida integralmente a todos os pontos do lí quido e às paredes do recipiente onde está contido". O elevador hidr áulico é um dos aparelhos que funcionam atravé s deste princí pio, transmitindo a pressã o exercida sobre uma de suas colunas a todos os pontos do elevador e o resultado final é que se aplica uma forç a menor do que realmente necessá ria para se elevar um objeto. Acompanhe na figura abaixo.
A pressã o exercida na coluna mais estreita do elevador, onde a se ção reta possui área a, é transmitida a todos os pontos do fluido. Essa pressã o é transmitida até o outro extremo, cuja coluna tem seç ã o reta de área A (maior que a ).
Se essa segunda coluna for usada como a coluna de um elevador hidrá ulico, vemos que a forç a que agirá sobre a coluna do elevador deverá ser maior que a forç a que foi aplicada na primeira coluna. Isto é:
𝑝 = 𝑓 𝑎 e també m 𝑝 = 𝐹 𝐴
Onde 𝐹 é a forç a que age sobre a área de se ção reta da coluna de fluido que acomoda a base da coluna do elevador hidr áulico. Igualando- se as equa çõ es, tem-se a equaç ão:
𝐹 = 𝑓 × 𝐴 𝑎, onde 𝐴 𝑎 é maior que 1.
Isto implica que, se a á rea da coluna do elevador for triplicada, a forç a també m será devido à pressã o em ambas as colunas ser a mesma.
Quatro (4) potes Transparentes; Os Quatro ( 4 ) potes vão servir como suportes para as seringas, são transparentes para que o fluido esteja vem visível não se observa nenhuma bolha de ar. Três ( 3 ) Pedaços de Madeira; Dois (2) Pedaços de madeira cortados com uma dimensão de 1 0 × 10 𝑐𝑚 que servirão de base para os pesos sobre os êmbolos das seringas e um (1) pedaço de madeira cortado com uma dimensão 30 × 15 𝑐𝑚 que servirá de base para o sistema todo. Pesos de diferentes Massas; Foi utilizado pesos de diferentes Massas.
Pistola de Cola Quente; Utilizada para fazer a ligação entre os potes, bem como a ligação dos mesmos com a madeira, e reforçar a ligação entre a mangueira com as seringas.
Spray; O spray foi utilizado para pintar os pedaços de Madeira.
Obs: Este experimento deverá ser feito com muita atenç ão. Em caso de nã o estar dando certo observe os seguintes detalhes: as seringas e as borrachinhas deverã o estar sem bolhas de ar, pois o ar é compressível.
BONJORNO, José Roberto; BONJORNO, Regina Azenha; BONJORNO, Valter; CLINTON, Márcico Ramos. Física História & Cotidiano. São Paulo: Editora FTD, 2004, volume único.
HEWITT, Paul G. Física Conceitual. Porto Alegre: Editora: Bookman, 2011, 11ª. ed. v. único.
HALLIDAY, D. e RESNICK, R. - Fundamentos de Fí sica. Vol. 2
Disponí vel em: <http://www.efeitojoule.com/2011/05/principio-de-pascal-principio-de- pascal.html> Acessado em: 20 de Maio de 2021
Disponí vel em: < http://www.estudopratico.com.br/hidrostatica/ > Acessado em: 20 de Maio de 20 21
Disponí vel em: http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2003/hi/HIDROSTATICA_PASCAL.htm
Disponí vel em: http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/mec34.htm Acessado em: 22 de Maio de 20 21
