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Prensa hidráulica

Não é comum, mas sempre que paramos em um posto de combustível, nos deparamos com elevadores enormes, como o da figura acima. Esse tipo de equipamento recebe o nome de elevador hidráulico ou prensa hidráulica. Seu funcionamento se baseia no Princípio de Pascal e ajuda a levantar grandes massas.

As prensas hidráulicas constituem-se de um tubo preenchido por um líquido confinado entre dois êmbolos de áreas diferentes. Quando aplicamos uma força no êmbolo de área A1, surge uma pressão na região do líquido em contato com esse êmbolo. Como o incremento de pressão é transmitido integralmente a qualquer ponto do líquido, podemos dizer que ele também atua no êmbolo de A2 com uma força de intensidade proporcional à área do êmbolo 2. Vejamos a figura abaixo:

Representação de uma Prensa hidráulica

Na figura podemos identificar:
F1 – força aplicada no êmbolo 1;
F2 – força que surge no êmbolo 2;
A1 – área da seção transversal do cilindro 1;
A2 – área da seção transversal do cilindro 2.

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O acréscimo de pressão (Δp) é dado a partir do Princípio de Pascal. Portanto, temos:

∆p1= ∆p2

Onde:

De acordo com essa relação, vemos que força e área são grandezas diretamente proporcionais. Dessa forma, dizemos que o êmbolo menor recebe uma força de menor intensidade, enquanto que o êmbolo de maior área recebe maior força.

Em decorrência da equação enunciada acima (Princípio de Pascal), inúmeros equipamentos foram construídos de forma a facilitar o trabalho humano. Podemos encontrar a prensa hidráulica em freios hidráulicos, na direção de um automóvel, em aviões, máquinas pesadas, etc.

Para o deslocamento do êmbolo podemos dizer que o decréscimo de volume no êmbolo 1 é igual ao acréscimo do volume no êmbolo 2. Então, temos:

∆V1= ∆V2

Sabendo que a variação do volume é dada em função da área e do deslocamento do êmbolo, temos:

∆V = A.d

Como a variação do volume é igual, temos:

A1.d1= A2.A2

Através do princípio de Pascal, pôde-se construir o elevador hidráulico
Através do princípio de Pascal, pôde-se construir o elevador hidráulico
Publicado por: Domiciano Correa Marques da Silva
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Lista de Exercícios

Questão 1

(Uepa) Durante uma aula sobre fluidos, o professor ilustra um importante princípio físico por meio de um experimento, conforme a figura a seguir. No êmbolo da seringa maior, está apoiado um bloco de 150 g.

Ao ser pressionado, o êmbolo da seringa A desloca-se, muito lentamente, 3 cm, e o êmbolo da seringa B desloca-se 2 cm, elevando o bloco. Com relação a essa situação, são feitas as seguintes afirmações:

Dado: aceleração da gravidade = 10 m/s2.

I. A força exercida pelo professor no êmbolo da seringa A é igual a 2/3 do peso do bloco.

II. O trabalho realizado pelo professor, ao empurrar o êmbolo, é igual a 0,03 J.

III. A pressão exercida pelo bloco no êmbolo da seringa B é maior que a pressão exercida pelo professor no êmbolo da seringa A.

IV. O trabalho realizado pelo professor no êmbolo da seringa A é igual a 2/3 do trabalho realizado pela força peso no bloco.

A alternativa que contém todas as afirmativas corretas é:

a) I e II

b) I e III

c) II e III

d) II e IV

e) III e IV

Questão 2

(Unicamp)

A figura a seguir mostra, de forma simplificada, o sistema de freios a disco de um automóvel. Ao pressionar o pedal do freio, este empurra o êmbolo de um primeiro pistão, que, por sua vez, por meio do óleo do circuito hidráulico, empurra um segundo pistão. O segundo pistão pressiona uma pastilha de freio contra um disco metálico preso à roda, fazendo com que ela diminua sua velocidade angular.

Considerando o diâmetro d2 do segundo pistão duas vezes maior que o diâmetro d1 do primeiro, qual a razão entre a força aplicada ao pedal de freio pelo pé do motorista e a força aplicada à pastilha de freio?

a) 1/4.

b) 1/2.

c) 2.

d) 4.

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