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Como calcular a pressão nas paredes de um tanque aberto

Atualizado em 17 abril, 2017

A uma dada profundidade, a pressão não é direcional. Se você suspender um cubo pequeno a 2 metros da superfície de uma piscina, a pressão vai ser a mesma no topo, no fundo e nos lados do cubo. Cientistas podem expressar a pressão como "p.g.h", no qual "p" representa a letra grega "rho" e significa a densidade do fluido, "g" é a aceleração da gravidade na superfície da terra, e "h" é a distância até a superfície do fluido. A unidade que os cientistas utilizam para expressar a força causada pela pressão é o Newton.

Instruções

Você pode calcular a força criada pela pressão nas paredes de um tanque aberto, como uma piscina (Thinkstock Images/Comstock/Getty Images)
  1. Ligue a balança digital. Pressione o botão "TARE" para zerar a tela. Siga as instruções de fábrica caso você não saiba como zerar a balança.

  2. Coloque uma proveta graduada de 500 milímetros na balança e anote a massa em gramas. Por exemplo, a proveta pode ter 420 gramas.

  3. Mergulhe um balão volumétrico de 500 milímetros ou uma pequena garrafa plástica no tanque e colete uma amostra do fluído. Por exemplo, ponha a garrafa plástica no tanque de água e encha-a.

  4. Remova a proveta da balança e coloque-a no nível da superfície. Insira a parte estreita do funil na boca da proveta. Ponha a amostra do fluído presente no balão ou na garrafa, na proveta, até que ela encha pela metade, utilizando o funil.

  5. Ponha mais do fluído na proveta até o fundo do menisco -- a curva virada pra cima no topo do líquido -- ficar na marca de "500 ml" da proveta.

  6. Remova o funil da boca da proveta. Coloque a proveta contendo a amostra de fluído na balança e anote a massa em gramas. Por exemplo, se a balança mostrar 920,00 gramas, esse valor será a combinação da massa da proveta e da amostra.

  7. Subtraia o valor da massa da proveta vazia do valor encontrado com a amostra, usando uma calculadora, assim, o valor encontrado será a massa do fluído. Por exemplo, 920 - 420 = 500. A massa da amostra é de 500 gramas.

  8. Divida a massa do fluido em gramas por 0,5 usando uma calculadora para encontrar a densidade em quilogramas por metro cúbico. Por exemplo, 500/0,5 = 1000. A densidade da água no tanque é de 1000 quilogramas por metro cúbico.

  9. Verifique se suas medidas estão em metros: se a altura for encontrada em pés, divida por 3,28 para converte-la para metros. Por exemplo, a altura de uma parede é 6,56 pés, portanto, 6,56/3,28 = 2. A altura é dois metros.

  10. Novamente, verifique se suas medidas estão em metros. Caso a largura da parede da piscina não esteja em metros, divida por 3,28 como anteriormente.

  11. Eleve a altura ao quadrado e divida a resposta por 2. Por exemplo, (2 x 2)/2 = 2.

  12. Multiplique a resposta obtida pelo valor da largura. Por exemplo 2x3=6.

  13. Multiplique a resposta pela aceleração da gravidade. A aceleração da gravidade na superfície da terra é aproximadamente 9,81 metros por segundo ao quadrado. Por exemplo, 6 x 9,81 = 58,86.

  14. Multiplique a resposta pela densidade do fluído em quilogramas por metro cúbico. Por exemplo, a densidade da água no tanque aberto era de 1000 quilogramas por metro cúbico, portanto 58,86 x 1000 = 58860. A pressão hidrostática na parede do tanque exerce uma força de aproximadamente 58860 Newtons.

Dicas

  • As tabelas com as densidades de fluídos comuns estão disponíveis online em livros de engenharia e física.

O que você precisa

  • Proveta graduada
  • Balança digital
  • Balão volumétrico de 1000 ml ou uma pequena garrafa plástica
  • Funil
  • Calculadora
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