Pressão

Pressione a cabeça de uma tachinha com o dedo e nada acontece; ainda assim, a ponta da tachinha entra na parede com facilidade. A força que você aplicou foi exatamente a mesma — a diferença não está no tamanho dela, mas na área. Quanto menor a área sobre a qual uma força dada se espalha, mais ela "morde". Os físicos deram um nome a esse poder de morder: pressão.

Pressão é igual à força dividida pela área

$p = \frac{F}{A}$

Aqui, $F$ é a força que pressiona diretamente uma superfície, em newtons, e $A$ é a área sobre a qual ela se espalha, em metros quadrados. A pressão $p$ é medida em pascals (Pa): $1\ \mathrm{Pa} = 1\ \mathrm{N/m^2}$ — um newton espalhado por um metro quadrado.

Um pascal é minúsculo — até uma folha de papel deitada sobre uma mesa exerce cerca de 0.5 Pa — por isso quilopascals (kPa) são comuns: 1 kPa = 1000 Pa. A pressão atmosférica padrão é cerca de 100 kPa, o peso de aproximadamente 10 toneladas pressionando cada metro quadrado — não é de admirar que tirar uma ventosa exija força de verdade. O que são forças e como elas se combinam é a base apresentada em força e leis de Newton.

Mestres da pressão no dia a dia

A tachinha: a força do seu dedo é comprimida na ponta, em uma área tão pequena que a pressão se multiplica dezenas de milhares de vezes;
Raquetes de neve: o mesmo truque ao contrário — espalhe a força por uma sola grande e a pressão cai para o que a neve consegue suportar, então você para de afundar;
Alças largas de mochila: uma alça larga espalha o peso da bolsa para que seus ombros fiquem confortáveis; um cordão fino com o mesmo peso marca linhas vermelhas neles;
Fios de faca: quanto mais fino o fio, mais fácil o corte — a mesma regra de área pequena, pressão grande.

Experimente a matemática

Raquetes de neve ou tênis?

Um estudante de 50 kg tem um peso de cerca de $50 \times 9.8 = 490$ N (chame de 500 N para facilitar a aritmética). Solas comuns tocam a neve em aproximadamente $0.05\ \mathrm{m^2}$ , gerando uma pressão de cerca de $500 \div 0.05 = 10000$ Pa. Troque por raquetes de neve com 5 vezes a área de contato e a pressão cai para cerca de $10000 \div 5 = 2000$ Pa — mesma força, espalhada em uma área maior, sem afundar. Como o próprio peso é calculado é explicado por completo em gravidade e queda livre.

Cordão ou alça?

Uma mochila de 6 kg pesa cerca de 60 N. Um cordão fino de 1 cm de largura apoiado ao longo de 30 cm do ombro tem uma área de contato de cerca de $0.003\ \mathrm{m^2}$ , então a pressão é $60 \div 0.003 = 20000$ Pa. Uma alça de 5 cm de largura cobre cerca de $0.015\ \mathrm{m^2}$ , e a pressão cai para $60 \div 0.015 = 4000$ Pa. Cinco vezes mais larga, cinco vezes mais suave — não há uma única alça fina em uma mochila, e essa divisão explica por quê.

Confira você mesmo

Questionário rápido

0 / 3 corretas0 / 3 corretas

1. Uma pressão de 10000 Pa corresponde a quanta força em cada metro quadrado?
2. Quando a mesma pessoa calça raquetes de neve, o que acontece com a pressão sobre a neve?
3. Por que a ponta de uma tachinha perfura uma parede tão facilmente?