Pressão, Força e Área
pressão mecânica como distribuição de força normal por área e converta corretamente pascal em quilopascal.
Objetivos de aprendizagem
- Explicar por que a mesma força produz pressões diferentes.
- Aplicar p=F/A com grandezas e domínio coerentes.
- Interpretar pascal sem ultrapassar a condição A>0 e força normal.
Está difícil? Revise antes: Força Resultante e Segunda Lei de Newton, Área e Perímetro, Densidade em Física
Já domina esses conhecimentos? Continue para o conceito.
Entenda o conceito
A mesma força espalhada por uma área maior produz menor pressão média. Por isso, uma ponta concentra o efeito de um empurrão. Pressão é força normal dividida pela área sobre a qual atua: p=F/A. A unidade SI é pascal, Pa, equivalente a N/m².
Num fluido em repouso com densidade uniforme, a pressão cresce com a profundidade. A diferença é Δp=ρgΔh, lei de Stevin, com ρ em kg/m³ e h em m. A pressão absoluta soma a pressão da superfície: p=p₀+ρgh. Num recipiente aberto, p₀ é a pressão atmosférica, produzida pelo ar acima.
A experiência de Torricelli compara a coluna de mercúrio com a pressão atmosférica. Idealizando vácuo acima da coluna, patm=ρHggh. O valor de cerca de 760 mm de mercúrio corresponde a aproximadamente 1,01×10⁵ Pa em condições de referência; a altura varia com a pressão, não é constante em qualquer local.
O princípio de Pascal diz que uma variação de pressão aplicada a um fluido confinado em equilíbrio se transmite pelo fluido. Numa prensa ideal com pistões à mesma altura, F₁/A₁=F₂/A₂. Ganhar força custa deslocamento: o pistão maior percorre uma distância menor para deslocar o mesmo volume.
O empuxo resulta da diferença de pressões sobre um corpo mergulhado. Pelo princípio de Arquimedes, seu módulo é o peso do fluido deslocado: E=ρfluido g Vdeslocado. Para flutuar em equilíbrio sem outras forças verticais, E=mg. Um corpo pode flutuar parcialmente submerso; use só o volume submerso. Compare densidade média do corpo com a do fluido, não apenas as massas.
- Pressão
- Força normal por área.
- Pressão manométrica
- Diferença em relação à pressão de referência, normalmente atmosférica.
- Empuxo
- Força resultante das pressões do fluido sobre o corpo.
Fórmulas explicadas
Calcula pressão média, pressão em profundidade e empuxo nos respectivos modelos.
Quando usar: A>0; fluido em equilíbrio e densidade/g uniformes para Stevin.
Cuidado: Não confundir pressão absoluta com ρgh nem volume total com submerso.
- p,p₀
- pressões Unidade: Pa
- F,E
- forças Unidade: N
- A
- área Unidade: m²
- ρ
- densidade Unidade: kg/m³
- g
- gravidade Unidade: m/s²
- h
- profundidade Unidade: m
- V
- volume deslocado Unidade: m³
Exemplo resolvido passo a passo
Força sobre uma superfície
Enunciado
Distribua 500 N em 0,25 m².
- Dados
-
- force = 500
- area = 0,25
- Fórmula
- p=F/A
- Substituição
- p=500/0,25=2000
Resolução
- Confirme a área em m².
- Divida força por área.
- Converta 2000 Pa para 2 kPa.
Resultado: 2000 Pa ou 2 kPa
Interpretação: Diminuir a área aumenta a pressão quando a força normal é mantida.
Exercícios com solução
Tente resolver sem consultar a resposta; uma estimativa inicial ajuda a perceber sinal, unidade e ordem de grandeza.
Exercício 1
Em água de densidade 1000 kg/m³, a 3 m de profundidade, use g=10 m/s² e pressão da superfície 100000 Pa. Encontre pressão manométrica e absoluta.
Ver solução passo a passo
Solução passo a passo
- Δp=1000×10×3=30000 Pa.
- p=100000+30000=130000 Pa.
- A água acrescenta 30 kPa à pressão da superfície.
Resposta: 30000 Pa e 130000 Pa.
Exercício 2 · Aplicação integrada
Uma prensa ideal à mesma altura tem áreas 2 cm² e 40 cm², recebendo 30 N no pistão menor. Qual força no maior? Separadamente, qual fração do volume de um bloco de densidade 600 kg/m³ fica submersa em água de 1.000 kg/m³ no equilíbrio livre?
Ver solução passo a passo
Solução passo a passo
- F₂/40=30/2, então F₂=600 N. A pressão aplicada é 30/(2×10⁻⁴)=150.000 Pa. A razão de áreas independe da unidade se ambas usam a mesma.
- Na flutuação: ρágua g Vsub=ρbloco g Vtotal; Vsub/Vtotal=600/1.000=0,6, ou 60%.
- Pressão atmosférica comum cancela nas diferenças da prensa; em pressão absoluta ela deve ser somada. No barômetro ideal de Torricelli, a coluna equilibra a pressão atmosférica, não uma força independente do fluido.
Resposta: 600 N; pressão aplicada 150.000 Pa; 60% do volume submerso.
Para conferir seu raciocínio: Num corpo parcialmente submerso, o empuxo usa apenas o volume que desloca água.
Exercício 3 · Exercício independente
Um barômetro ideal tem vácuo acima de uma coluna de líquido com densidade 13.600 kg/m³ e altura vertical 0,70 m. Use g=10 m/s². Qual pressão atmosférica ele mede? Se a pressão cair 6.800 Pa, qual será a nova altura?
Ver solução passo a passo
Solução passo a passo
- Patm=ρgh=13.600×10×0,70=95.200 Pa. O vácuo ideal torna desprezível a pressão acima da coluna.
- A queda de altura é Δh=6.800/(13.600×10)=0,05 m; nova altura 0,65 m.
- Conferência: 13.600×10×0,65=88.400 Pa. Pressão menor sustenta coluna menor; não se fixa a leitura em 760 mm em qualquer local.
Resposta: 95.200 Pa; nova altura 0,65 m (650 mm).
Para conferir seu raciocínio: 760 mm é referência aproximada, não uma altura obrigatória para toda pressão atmosférica.
Confira ou avance com as calculadoras
Resolva primeiro no papel. Depois, use a ferramenta para conferir a relação trabalhada ou explorar a conversão indicada.
Pressão
Relacione força normal distribuída e área de contato para obter pressão em pascals e quilopascals com unidades SI explicitamente declaradas.
Abrir calculadora Ler o guia de cálculoSegunda Lei de Newton
Isole força resultante, massa ou aceleração no modelo escalar F=ma com unidades SI.
Abrir calculadora Ler o guia de cálculoFontes e atualização
Conteúdo revisado em 05/10/2026.
- Physics — OpenStax — Rice University. Movimento, forças, energia, momento, pressão e ondas.