Princípio de Pascal – O que é? Fórmula, aplicações e mais!

Considere um fluido, um gás ou líquido, em equilíbrio. Se variarmos a pressão em um dos pontos do fluido, todos os outros pontos do fluido sentirão a variação de pressão.

Ou seja: Se aumentarmos, por exemplo, em 1 atm a pressão num ponto do fluido, então todo o fluido irá aumentar sua pressão em 1 atm. Essa ideia é conhecida como Princípio de Pascal, em homenagem ao físico e matemático francês Blaise Pascal. A unidade padrão de pressão também leva seu nome 1 Pa = 1 N/m².

Como utilizar desse princípio?

A imagem acima representa dois pistões conectados por um fluido incompressível. Se uma força F₁ for feita em uma área A₁, então uma pressão P₁ será transmitida no fluido até a área A₂ onde uma força F₂ será detectada, e o quociente entre F₂ e A₂ equivale a uma pressão P₂.

Dessa forma, podemos dizer que a pressão P₁ de um lado, é igual a pressão P₂ do outro:

P₁=P₂

Como pressão é a força sobre área, temos:

Essa é uma relação que deriva da ideia do princípio de Pascal.

Como o quociente de um lado é constante, se aumentarmos a área 2 em relação à área 1, então a força 2 será maior. Ou seja, conseguimos aumentar a força sentida de um lado apenas aumentando a área!

Essa ideia é utilizada em macacos hidráulicos, prensas hidráulicas, direções hidráulicas, elevadores hidráulicos, poços artesianos, barragens etc.

E a conservação de energia?

Pode-se pensar que estaríamos “criando” energia ao conseguir uma força maior do outro lado, mas, neste caso, a energia transmitida em forma de trabalho é a força multiplicada pela distância, e a distância que o pistão se move do lado onde a força é maior é menor do que do lado da força menor! Portanto, a energia se conserva.

Referências

TIPLER, Paul A.; MOSCA, Gene. Physics for scientists and engineers, sixth edition. New York: W. H. Freeman and Company, 2008.