Pressão e Densidade em Física

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Serviço Público Municipal 
Secretaria Municipal de Educação 
CES – Centro de Estudos Supletivo Professor Antônio Vieira da Silva 
Disciplina: Física 
Ensino Médio – Modalidade Semipresencial 
Aluno(a):______________________________________Data:_____/_____/_______ 
Módulo 5 
 
PRESSÃO 
 
Pressão é uma grandeza escalar que 
relaciona uma força resultante com a área de 
contado onde ela age. Em consequência, o valor 
da pressão não depende somente da intensidade da 
força aplicada, mas principalmente, da área de 
contato onde ela atua. No (S. I.) a unidade de 
medida de pressão é dada em pascal (Pa). 1Pa = 
1N/m2. 
 
 
 
 
 
 
 
Pressão é definida por: 𝑷 = 
𝑭
𝑨
 
 
Onde: P= pressão; 
 F = força ou peso; 
 A = área 
 
 A área de uma figura geométrica expressa o 
tamanho de uma superfície. Assim, quanto maior 
a superfície da figura, maior será sua área. 
Cálculo da área de uma figura retangular. 
Para calcular a área do retângulo, basta multiplicar 
a medida dos lados são chamados de base (b) e 
altura (h). Logo, temos a fórmula da área: 
 
A = b.h 
 
Exemplo, calcular a área da figura abaixo: 
 
Aplicando-se a fórmula para calcular a área, num 
retângulo de base 10 cm e altura de 5 cm, temos: 
 
Portanto, o valor da área da figura é de 50 cm². 
 
Exemplo: 
A. Aplica-se uma força F = 150 N 
perpendicularmente sobre a superfície acima. 
Determine a pressão exercida sobre essa 
superfície. 
 
𝑷 = 
𝑭
𝑨
  
 
 P = 3 N/ cm2 
 
Exercício: 
 
1. Aplica-se uma força F = 10 N perpendicular 
sobre uma superfície quadrada de área 0,5 m2. 
Determine a pressão exercida sobre a superfície. 
 
 
𝑷 = 
𝟏𝟓𝟎
𝟓𝟎
 
 
2 
 
 
2. Calcule a pressão exercida por uma força de 
200 N é aplicada sobre uma placa metálica que 
mede de 2 x 5 metros. Qual é a pressão exercida 
sobre essa área? 
 
 3. Calcule a força que deve ser exercida para 
alcançar uma pressão de 20 N/m² sobre uma placa 
metálica que mede de 3 x 3,5 metros. 
 
DENSIDADE 
 
A densidade determina a concentração de matéria 
num determinado volume. 
 
Em relação a densidade do corpo e do fluido 
temos: 
 
 Se a densidade do corpo for menor que a 
densidade do fluido, o corpo flutuará na 
superfície do fluido; 
 Se a densidade do corpo for equivalente à 
densidade do fluido, o corpo ficará em 
equilíbrio com o fluido; 
 Se a densidade do corpo for maior que a 
densidade do fluido, o corpo afundará. 
Para calcular a densidade utiliza-se a seguinte 
fórmula: 
 
sendo, 
d: densidade 
m: massa 
v: volume 
 
No sistema internacional (SI): 
 A densidade é em grama por centímetro 
cúbico (g/cm³), mas também pode ser 
expressa em quilograma por metro cúbico 
(kg/m³) ou em grama por mililitro (g/mL); 
 a massa é em em quilogramas (Kg); 
 o volume é em metros cúbicos (m³) 
 
 
 
EXEMPLO: 
 
Em condições ambientes, a densidade do 
mercúrio é de aproximadamente 13 g/cm3. A 
massa desse metal, da qual um garimpeiro de 
Poconé (MT) necessita para encher 
completamente um frasco de meio litro de 
capacidade, é de: 
1º passo: transformar a unidade de volume. 
 
 
 
2º passo: utilizar a fórmula da densidade para 
calcular a massa. 
 
 
EXERCÍCIOS 
 
4. A massa de 1 litro de álcool é 800 g. A 
densidade do álcool, em g/cm3 é: 
a) 0,8 b) 1,25 c) 1/800 d) 800 
 Use: 1 litro = 1000 cm3; 
 
3 
 
 
5. Um bloco maciço de alumínio tem massa 810 
gramas. Sabendo que a massa específica do 
alumínio é 2,7 g /cm3, qual o volume do bloco? 
 
 
6. Um recipiente contém 6,0 litros de água. 
Sabendo que a densidade da água é 1,0 g / cm3, 
qual a massa dessa quantidade de água? 
 
Pressão Atmosférica: A massa de ar e gases 
existentes em volta de nosso planeta, exerce uma 
pressão sobre todos os corpos que estão na 
superfície da Terra. Essa pressão recebe o nome 
de pressão atmosférica e mede 76 cm Hg 
(centímetro de mercúrio) ou 1 atm (atmosfera) ao 
nível do mar. 
 
 
 
PRESSÃO HIDROSTÁTICA 
 
A pressão é um conceito essencial da hidrostática, 
e nessa área de estudo é chamada de pressão 
hidrostática. Ela determina a pressão que exercem 
os fluidos sobre outros. 
 
Como exemplo, podemos pensar na pressão que 
sentimos quando estamos nadando. Assim, 
quanto mais fundo mergulharmos, maior será a 
pressão hidrostática. 
 
Esse conceito está intimamente relacionado com a 
densidade do fluido e a aceleração da gravidade. 
Sendo assim, a pressão hidrostática é calculada 
pela seguinte fórmula: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
P = d . h . g 
Onde, 
 
P: pressão hidrostática 
d: densidade do líquido 
h: altura do líquido no recipiente 
g: aceleração da gravidade 
 
7. Um grande tanque próprio para o depósito de 
combustíveis possui 10 m de altura e armazena 
gasolina. Qual é a pressão, em N/m2, gerada pela 
gasolina em um ponto que corresponde a dois 
quintos da altura do tanque? Considere que o 
tanque está fechado. 
DADOS: d GASOLINA = 700 Kg/m3 
 
 
8. A cada 10 metros de profundidade a pressão 
hidrostática em um profundo lago aumenta de 
aproximadamente 1 atmosfera. Supondo que a 
pressão atmosférica sobre a superfície do lago é 
de 1 atmosfera então, qual é a pressão total no 
fundo do lago, de profundidade 40 metros? 
Considere a gravidade em g = 10m/s²;. 
 
 
 
 
 
4 
 
 
PRINCÍPIO DE PASCAL 
 
O físico francês Blaise Pascal, foi um grande 
estudioso do comportamento dos líquidos e sobre 
os quais estabeleceu um importante princípio. 
 Qualquer acréscimo de pressão em um 
líquido, num recipiente fechado, é transmitido 
integralmente para todas as partes desse líquido. 
Outras conclusões também importantes: 
 1ª - A pressão em um líquido aumenta com 
a profundidade. 
2ª - Todos os pontos horizontais de uma 
mesma profundidade têm a mesma pressão. 
 
3ª - Num sistema de vasos comunicantes 
um líquido atinge o mesmo nível. 
 
 O princípio de Pascal contribuiu 
sobremaneira para criação da prensa hidráulica e 
do macaco hidráulico, bem como, todos os 
sistemas hidráulicos presentes nos automóveis, 
aviões, navios, etc. 
A expressão da prensa e macaco hidráulico é dada 
por: 
𝑭𝟏
𝑨𝟏
= 
𝑭𝟐
𝑨𝟐
 
Também podendo ser usada da seguinte forma: 
 
𝑭𝟏
𝑭𝟐
= 
𝑨𝟏
𝑨𝟐
 
Onde: F1 = força 1 A1 = área 1 
 F2 = força 2 A2 = área 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Exemplo: 
A - Uma prensa hidráulica tem êmbolos com áreas 
iguais a 0,1 m2 e 0,8 m2. Uma força de 18 N é 
aplicada sobre o êmbolo menor. Qual é a força 
resultante no êmbolo maior? 
 
Fórmula: 
𝐹1
𝐴1
= 
𝐹2
𝐴2
 
 
18
0,1
= 
𝐹2
0.8
 
 
0,1 • F2 = 18 • 0,8 
 
0,1 F2 = 14,4 
 
F2 = 
14,4
0,1
 
F2 = 144 N 
 
EXERCÍCIOS 
 
8- Uma força F1 é aplicada sobre a área menor de 
um elevador hidráulico. Sabendo que a área maior 
(A2) é o quíntuplo da área menor (A1) e que a 
força F2 exercida sobre a área maior é de 2000 N, 
determine F1. 
 
9- A figura abaixo mostra o princípio de 
funcionamento de um elevador hidráulico, 
formado por um sistema de vasos comunicantes 
contendo um fluído incompressível no seu 
 
 
 
 Macaco Hidráulico 
5 
 
 
interior. Considere que a aceleração da gravidade 
vale 10 m/s2. Sabendo-se que as áreas das seções 
transversais dos pistões 1 e 2 são, 
respectivamente, A1 = 0,4 m2 e A2 = 2 m2, o 
módulo da força F1 necessária para erguer o peso 
equivalente de uma carga com massa igual a 120 
kg será: 
 
 
 
Princípio de Arquimedes 
 
 Todo corpo mergulhado total ou parcialmente 
em um fluído, recebe deste uma força chamada 
empuxo (E), vertical, de baixo para cima, com 
intensidade igual ao peso do volume de fluído 
deslocado. 
Empuxo: Uma pessoa consegue boiar na 
água de uma piscinadevido a ação de uma força 
natural, aplicada para cima, chamada empuxo. 
Quem melhor definiu empuxo foi Arquimedes, 
através do princípio que leva o seu nome. 
Um corpo total ou parcialmente imerso em 
um fluido, recebe verticalmente para cima, uma 
força denominada empuxo, cuja intensidade é 
igual ao peso do volume deslocado. 
Obs.: Fluido: líquido ou gases que podem 
ser escoados facilmente. 
 A expressão que define empuxo é deriva do fato 
do o Empuxo tem o mesmo peso do volume 
deslocado. 
 
 
 
 
 
Onde: E = empuxo 
 dl = densidade do líquido 
 Vl = volume do líquido 
 g = gravidade = 10 m/s2 (valor arredondado 
para facilitar os cálculos). 
 
Exemplo: O empuxo exercido por um fluído que 
possui densidade igual a 2 g/cm³ sobre um tronco 
de madeira com volume igual a 100 cm³, que está 
com 50% do seu volume imerso, adotando a 
gravidade de g = 10m/s²; será de: 
Resolução: 
E = d • vl • g 
E = 2 • (0,5 • 100) •10 
E = 1000 N 
 
 
 
 
Peso aparente: é o peso menos o empuxo: 
Pa = P – E 
 
Exemplo: 
Um objeto com massa de 10kg e volume de 
0,002m³ está totalmente imerso dentro de um 
reservatório de água (d H2O = 1000kg/m³), 
determine: 
E = P 
E = m • g 
E = d . V . g 
ou 
E = dl . Vl . g 
Peso = massa x gravidade; 
 
Massa = densidade x volume. 
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a) Qual é o valor do peso do objeto? (Utilize 
g = 10m/s²) 
b) Qual é a intensidade da força de empuxo 
que a água exerce sobre o objeto? 
c) Qual o valor do peso aparente do objeto 
quando imerso na água? 
 
 
Resolução: 
Primeiramente devemos colher as informações 
disponibilizadas: 
Massa do objeto = mo = 10 kg; 
Volume do objeto imerso = V = 0,002 m³; 
Densidade do líquido = ρ = d = 1.000 kg/m³; 
Gravidade = g = 10 m/s². 
 Observe se há necessidade de transforma alguma 
grandeza (kg; m³; kg/m³; m/s²). Neste caso não há 
necessidade. 
Sempre que possível faça um esboço do exercício. 
 
Agora basta aplicar as fórmulas 
 
 
 
 
 
 
 
 
EXERCÍCIOS 
 
10- Um objeto sólido, com massa de 600 g e 
volume de 1 litro, está parcialmente imerso em um 
líquido, de maneira que 80% do seu volume está 
submerso. Considerando a aceleração da 
gravidade igual a 10 m/s², qual é a massa 
específica do líquido? 
 
11- Um corpo rígido e não poroso, de volume 10 
cm³ e densidade 5 g/cm³ é colocado em líquido de 
densidade 2 g/cm³, num local onde a aceleração 
da gravidade é de 10m/s². Calcule o empuxo 
sofrido pelo corpo. 
 
12. Um objeto com massa de 120kg e volume de 
0,025m³ está totalmente imerso dentro de um 
reservatório de água (d água = 1000kg/m³), 
determine: 
a) Qual é o valor do peso do objeto? (Utilize g = 
10m/s²); 
 
b) Qual é a intensidade da força de empuxo que a 
água exerce sobre o objeto? 
 
c) Qual o valor do peso aparente do objeto quando 
imerso na água?