Prensa Hidráulica

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Física II 
 
 
 
 
PRENSA HIDRÁULICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Sumário 
 
Introdução ............................................................................................................................. 2 
 
Objetivo ................................................................................................................................. 2 
 
1. Prensa Hidráulica .......................................................................................................... 2 
1.1. Dedução do cálculo das forças na prensa hidráulica ........................................ 2 
1.2. Aplicações da prensa hidráulica .......................................................................... 4 
1.3. Tipos de prensas hidráulicas ............................................................................... 4 
 
Exercícios ............................................................................................................................... 5 
 
Gabarito ................................................................................................................................. 5 
 
Resumo .................................................................................................................................. 7 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
Introdução 
Na apostila sobre o Princípio de Pascal, estudamos o Princípio de Pascal que 
nos permite calcular a variação da pressão entre dois pontos de um fluido que estão 
distanciados de Δh da vertical. 
Nesta apostila iremos aprender o funcionamento de uma das aplicações do 
princípio de Pascal: a prensa hidráulica. A prensa hidráulica é uma máquina mecânica 
que possui funções de corte, compressão e dobramento de peças de materiais menos 
maleáveis. 
Objetivo 
• Entender como funciona a prensa hidráulica. 
• Entender como a prensa hidráulica é uma aplicação do Princípio de Pascal. 
• Aplicar o conceito da prensa hidráulica por meio de exercícios. 
 
1. Prensa Hidráulica 
1.1. Dedução do cálculo das forças na prensa hidráulica 
Primeiramente, vamos apresentar a você um desenho esquemático de uma 
prensa hidráulica na figura a seguir: 
01 
Prensa Hidráulica 
 
Vamos tentar entender a figura acima? 
A prensa hidráulica é composta por dois êmbolos. Estes êmbolos têm 
diâmetros diferentes e consequentemente áreas diferentes. A área A1 é visivelmente 
 
3 
 
menor do que a área A2. Vemos que temos um fluido que receberá a ação das forças F1 
e F2. 
Por enquanto não sabemos nada sobre as forças F1 e F2, mas iremos descobrir 
e deduzir a relação entre as forças. 
Primeiro, vamos rever o enunciado do Princípio de Pascal que nós estudamos 
na apostila sobre o Princípio de Pascal. 
Pascal afirma que a alteração de pressão produzida em fluido que está em 
equilíbrio é transmitida de forma integral para todos os pontos do fluido e também às 
paredes do recipiente que contém o fluido. 
Pascal acabou de nos dizer que, segundo o seu princípio, para a prensa 
hidráulica acima, a pressão no ponto 1 onde atua a força F1 deverá ser igual à pressão 
no ponto 2 onde atua a força F2. Então, podemos deduzir que temos P1 = P2 = P. 
Vamos nos recordar da equação que determina a pressão assim: 
P =
F
A
 (1) 
Onde F é a força que atua no ponto do fluido e A corresponde à área de atuação 
desta força. 
A pressão no ponto 1 segundo a equação 1 é escrita assim: 
P1 =
F1
A1
 (2) 
A pressão no ponto 2 segundo a equação 1 é escrita assim: 
P2 =
F2
A2
 (3) 
Como sabemos que as pressões nos pontos 1 e 2 são iguais a P, basta 
igualarmos as equações 2 e 3 desta maneira: 
P1 =
F1
A1
 
P2 =
F2
A2
 
 
F1
A1
=
F2
A2
 
F1
A1
=
F2
A2
 (4) 
A equação 4 nada mais é do que o resultado do Princípio de Pascal, aplicado 
para a utilização da prensa hidráulica. 
 
 
 
4 
 
1.2. Aplicações da prensa hidráulica 
A prensa hidráulica é uma máquina mecânica que utiliza dos princípios vistos 
anteriormente para elevar ou comprimir itens grandes. Estas máquinas são 
geralmente encontradas em locais de fabricação de peças de metais. 
 
SAIBA MAIS! 
 
 
 
1.3. Tipos de prensas hidráulicas 
Existem quatro tipos de prensas hidráulicas. As prensas hidráulicas do tipo C, 
são utilizadas em diversas aplicações, onde possuem as características de corte, 
dobra, furações, rebarbações, repuxo e compactações de distintos materiais. 
A prensa hidráulica do tipo 2 colunas, é ideal para utilizar em ferramentas 
menores e possui uma válvula de preenchimento especial. É utilizada mais para 
montagem, desmontagem, dobra e compactações. 
A prensa hidráulica do tipo H, é mais vantajosa, pois possui um nível de ruído 
menor e oferece uma vida útil maior do que as outras prensas. É utilizada na produção 
de peças, endireitamento de chapas e barras. 
A prensa hidráulica tipo 4 colunas, é muito semelhante à prensa hidráulica de 
2 colunas, porém possui duas colunas extras que aumentam a precisão do 
equipamento, figura seguinte. 
02 
Tipos de prensas hidráulicas, da esquerda para a direita, tipo C, 2 colunas, tipo H e 4 colunas. 
As prensas hidráulicas possuem um sistema de pistões e 
fluidos, onde os pistões ao serem acionados deslocam o 
fluido que irão mover os pistões conectados. 
 
 
5 
 
Exercícios 
1) (Autora, 2019) O esquema de um sistema hidráulico simples é mostrado na 
figura a seguir: 
 
Esquema simplificado de um sistema hidráulico 
 
O êmbolo menor tem área A1 = 0,01m2 e o êmbolo maior tem área A2 = 0,08m2. 
Sabendo que a força F1 é igual a 100 N, conforme mostra a figura, determina a 
intensidade da força F2. 
2) (Autora, 2019). Uma seringa de injeção também é uma aplicação do Princípio 
de Pascal e da prensa hidráulica. Suponha que o êmbolo maior tenha uma área 
de 2 x 10-4 m2. A área da ponta agulha é 10-6 m2. A enfermeira exerce no êmbolo 
maior uma força de 6N. determine a força que a agulha exerce sobre a pele da 
pessoa, quando a injeção é aplicada. 
3) (Autora, 2019). A pasta de dente também é um fluido que pode ser considerado 
como tendo densidade homogênea em todos os seus pontos. Quando se 
aperta a pasta de dente, a mesma sai de um diâmetro maior para um bocal de 
diâmetro menor. O que podemos concluir sobre a pressão exercida sobre a 
pasta, dentro do tubo? 
Gabarito 
1) Vamos usar direto a equação 4 que obtivemos no primeiro item desta apostila: 
F1
A1
=
F2
A2
 (4) 
Para este caso do macaco hidráulico temos: 
F1 = força no ponto 1 = 100 N 
F2 = força no ponto 2 = ? 
A1 = área do êmbolo menor = 0,01 m2 
A2 = área do êmbolo maior = 0,08 m2 
 
6 
 
 
Fazendo os cálculos então teremos: 
 
F1
A1
=
F2
A2
 
100
0,01
=
F2
0,08
 
0,01F2 = 100(0,08) 
F2 =
100(0,08)
0,01
 
F2 = 800N 
A força no êmbolo 2 deverá ser igual a F2 = 800N. 
 
2) Aplicamos direto no caso da aplicação da injeção a seguinte equação: 
F1
A1
=
F2
A2
 (4) 
Para este caso do macaco hidráulico temos: 
F1 = força no ponto 1 = ? 
F2 = força no ponto 2 = 6N 
A1 = área do êmbolo menor = 10-6 m2 
A2 = área do êmbolo maior = 2 x 10-4 m2 
 
Fazendo os cálculos então teremos: 
 
F1
A1
=
F2
A2
 
F1
10−6
=
6
2 × 10−4
 
2 × 10−4F1 = 6 × 10
−6 
F1 =
6 × 10−6
2 × 10−4
 
F1 = 3 × 10
−2N 
F1 = 0,03N 
 
Portanto a força no êmbolo 1 será igual a F1 = 0,03N. 
 
 
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3) Percebe-se que o ato de apertar a pasta de dente, também trata de umaaplicação cotidiana da prensa hidráulica. Portanto devemos nos lembrar do 
enunciado de Pascal: 
A alteração de pressão produzida em fluido que está em equilíbrio é 
transmitida de forma integral para todos os pontos do fluido e também às 
paredes do recipiente que contém o fluido. 
Isto quer dizer que em todos os pontos do fluido a pressão deverá ser a mesma, 
logo, a pressão na pasta de dentes deverá ser a mesma independentemente do 
local que for apertado. 
Resumo 
A prensa hidráulica se baseia no seguinte enunciado de Pascal: 
A alteração de pressão produzida em fluido que está em equilíbrio é 
transmitida de forma integral para todos os pontos do fluido e também às paredes do 
recipiente que contém o fluido. 
A prensa hidráulica é composta por dois êmbolos de área A1 e A2, o êmbolo 1 é 
submetido à uma força F1 e o êmbolo é submetido à uma força F2. As pressões no 
ponto 1 e no ponto 2 devem ser iguais a P. 
A definição de pressão é escrita por meio desta fórmula: 
P =
F
A
 (1) 
As pressões nos pontos 1 e 2 são descritas assim: 
P1 =
F1
A1
 (2) 
P2 =
F2
A2
 (3) 
Como as pressões nos pontos 1 e 2 são iguais, devemos igualar as equações 2 
e 3 e finalmente obteremos a equação 4: 
F1
A1
=
F2
A2
 
A equação 4 exprime a relação entre as forças e suas respectivas áreas em um 
determinado ponto para que a pressão seja igual em todos estes pontos. 
 
 
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Referências bibliográficas 
BOTTO, C.V.O.; NEVES, F.E.; CAMARGO, R.F. Projeto de uma prensa hidráulica: dimensionamento e seleção dos 
componentes. Monografia. 105 f. USF: Campinas. Disponível em: 
<http://lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2957.pdf>. Acesso em: 26 mar. 2019. 
Sears F. W., Zemansky M. W., Freedman R. A., Young H. D., Física 2, 12a Edição, Editora Pearson, 2008. 
Referências imagéticas 
FIGURA 1. Wikipedia. Disponível em: 
<https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Hydraulic_Force,_language_neutral.png>. Acesso em: 20 fev 2019 às 
22h18. 
FIGURA 2. BOTTO, C.V.O.; NEVES, F.E.; CAMARGO, R.F. Projeto de uma prensa hidráulica: dimensionamento e 
seleção dos componentes. Monografia. 105 f. USF: Campinas. Disponível em: 
<http://lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/2957.pdf>. Acesso em: 26 mar. 2019.