Fundamentos Físicos da Pressão

Prévia do material em texto

Automação Industrial 
Modular - 2M - AI l e ll
Pressão
Prof. Msc. Ailton R. Costa
Pressão (P)- Fundamentos Físicos
Onde:
p = Pressão - Pa
F = Força - N 
A = Área - m2
1 Pa representa a força de 1 N sobre a área de 1 m².
A Pressão é a relação entre a força aplicada por um objeto sobre a superfície (Área) de 
outro material. 
Portanto, quanto menor a área de contato, maior será a pressão exercida por uma 
mesma intensidade de força. 
P =
F
A
----
F
O
R
Ç
A
ÁREA
Pressão é uma grandeza escalar responsável por medir a força exercida 
sobre uma determinada superfície no meio líquido, gasoso ou sólido.
• Os valores de pressão devem ser informados com relação a um 
nível de referência. Assim podemos classificar a pressão como : 
• hidrostática, atmosférica e absoluta. 
• A pressão hidrostática representa a força exercida por um fluido. 
Esse tipo de pressão é definida pela Lei de Stevin, que engloba 
a atração gravitacional local, a altura a coluna de equilíbrio. A qual 
demonstra que, quanto maior a profundidade estabelecida por um 
fluido, maior é a pressão posta por ele.
Pressão
• Pressão atmosférica - A pressão atmosférica é também conhecida como pressão 
manométrica. 
• A camada de ar que envolve a Terra exerce uma pressão a superfície terrestre, e é
denominada pressão atmosférica.
• A pressão atmosférica atinge seu valor mais alto ao nível do mar, é onde o ar atinge sua 
maior densidade, cerca de 1,2 kg/m³.
• Quanto mais alto estivermos em relação ao nível do mar, o ar se torna mais rarefeito ou 
seja menor será a densidade da atmosfera, e também menor a sua pressão
Pressão atmosférica 
A pressão atmosférica é sujeita a flutuações dependentes do clima, por exemplo com 
ciclones e anticiclones, essa pressão varia em torno de 5 %. 
• Ao nível do mar, pamb fica na média de 1.013,25 hectopascal (hpa), correspondente a 
1.013,25 milibar (mbar). O bar, é uma unidade de pressão que equivale a 100 000 Pascais 
(105 Pa). 
• 1 atm = 1 x 105 Pa (N/m2) = 76 cmHg = 760 mmHg.
Esta medida foi expressa pelo 
físico italiano Evangelista Torricelli,
(Faenza15 de outubro de 1608 —
Florença, 25 outubro de 1647), 
conhecido pela invenção 
do barômetro e por descobertas na 
área de óptica durante o século XVII. O 
físico, por meio de um experimento, 
constatou que a atmosfera possuía a 
mesma pressão de uma coluna de 
mercúrio (Hg) com 76 cm de altura. 
Evangelista Torricelli,
https://pt.wikipedia.org/wiki/25_de_outubro
• Pressão absoluta
Utiliza como referência de pressão o vácuo (Ausência de pressão), de pressão o 
zero absoluto, ou seja a pressão existente no espaço sem nenhum gás. Ela é indicada 
com a sigla "abs", que deriva do latim "absolutus" significando separado, 
independente. 
Fundamentos Físicos
Nível variável
da Pressão 
Atmosférica
100kPa
Faixa de depressão
Faixa de 
Sobre-pressão Pressão absoluta
kPa
+ Pe
0
- Pe
Gráfico das pressões
• Pressão diferencial
A diferença entre duas pressões, p1 e p2, é conhecida como pressão diferencial, 
Δp = p1 - p2. Nos casos onde a diferença entre duas pressões representa sozinha a 
variação medida, chamamos de pressão diferencial, p1,2.
• Sobrepressão (pressão manométrica)
A pressão medida mais frequentemente no campo tecnológico é a pressão 
atmosférica diferencial, Pe (e = excedens = excessivo). Trata-se da diferença entre 
uma pressão absoluta, pabs e a pressão atmosférica relevante (absoluta) (pe = pabs -
pamb) e é conhecida, em resumo, como sobrepressão ou pressão manométrica 
(pressão relativa).
Uma sobrepressão positiva significa que a pressão absoluta é maior do que a 
pressão atmosférica. No caso oposto, estamos falando de sobrepressão negativa.
O índice dos símbolos da fórmula "abs", "amb" e "e" claramente definem o ponto 
de referência da pressão respectiva. Eles apenas adicionam à fórmula a letra p e não 
o símbolo da unidade.
Grandezas Fundamentais
Unidade Símbolo Sistema Internacional SI 
Comprimento L Metro (m)
Massa m Kilograma (kg)
Tempo t Segundos (s)
Força F Newton (N) 
Área A Metro quadrado (m2)
Volume V Metro cúbico (m3)
Vazão Q Metro cúbico por segundo (m3/s)
Pressão p Pascal (Pa) 1 Pa = N/m2
Bar 1 bar = 105 Pa = 100 kPa
Unidades no Sistema Internacional (SI)
1 Pa = 1Newton
m2
Pressão - unidades
• No SI => Pa - Pascal
1 Pa = 0,102 Kgf
m2
1 Bar = 9,8x104 N
m2
• No MKS => Bar
1 PSI = 1 Lb
in21 PSI = 0,6895 Bar
• No sistema Inglês => PSI - Pound Square Inch ( libra por polegada 
quadrada )
1 Bar = 14,503 PSI
01 – Sobre uma superfície com área igual a 200 cm2, atua uma 
carga distribuída de intensidade igual a 250 kN. Calcule a pressão 
em N/m2, atuante sobre a superfície.
Exemplos
Solução : - Primeiro devemos converter as medidas para um 
mesmo padrão de unidades:
Área = 200 cm2 => m2, Sabendo-se que 1m2 = 10 4 cm2
Aplicaremos uma regra de três :
1m2 - 10 4 cm2
xm2 - 200cm2
Logo : x = (200 x 1)/ 10 4
=> X = 200. 10 -4 m 2
Sabendo- se que P= F/A
P = 250 kN / 200. 10 -4 m 2 
P = 250x 10 3 / 200. 10 -4 
P = 12,5 x 10 6 Pa
02 – Sobre uma superfície com área igual a 30 cm2, atua uma 
pressão de 210 kN/m2. Calcule a intensidade carga de atuante 
sobre a superfície.
Exemplos
Solução : - Primeiro devemos converter as medidas para um 
mesmo padrão de unidades:
Área = 200 cm2 => m2, Sabendo-se que 1m2 = 10 4 cm2
Aplicaremos uma regra de três :
1m2 - 10 4 cm2
xm2 - 30cm2
Logo : x = (30 x 1)/ 10 4
=> X = 30. 10 -4 m 2
F = 210 kPa x 30. 10 -4 m 2 
F = 210x 10 3 m x 30. 10 -4 
F = 630 N
Sabendo- se que P= F/A , então F = P x A
01 – Sobre uma superfície com área igual a 300 cm2, atua uma 
carga distribuída de intensidade igual a 750 kN. Calcule a pressão 
em N/m2, atuante sobre a superfície.
Exercícios :
02 – Sobre uma superfície com área igual a 15 cm2, atua uma 
pressão de 150 kN/m2. Calcule a intensidade carga de atuante 
sobre a superfície.