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Força devida à pressão atmosférica: por que não a sentimos?

Olá, professor
Andei pesquisando a respeito da ‘Força’ devida a Pressão Atmosférica, mas não me convenci com as explicações. Todas as fontes pesquisadas citam o fato da pressão ser um escalar e, portanto, atua em todas as direções. Consequentemente a força resultante sobre um corpo qualquer é nula.
Vejamos: Suponha que duas forças de mesmo módulo, mesma direção e sentido contrário estejam atuando sobre um corpo. É fácil notar que a força resultante sobre esse corpo é nula. Todavia, forças internas agirão no corpo (tensão ou compressão).
Como explicar, então, o fato de não sentirmos a ‘Força’ devida a Pressão Atmosférica?
Grata, pela atenção!

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

Na situação que apontaste – forças de mesma intensidade e sentidos contrários, exercidas sobre um corpo – a  resultante das deste par  é nula. Entretanto, como bem notaste, o corpo sofre esforço de compressão ou tensão e/ou cisalhamento dependendo de onde especificamente as forças são aplicadas. Haverá então deformações no corpo em relação à situação em que as forças não existem. Estas deformações poderão ser maiores ou menores dependendo da constituição do corpo e nem sempre são facilmente perceptíveis.

Vou agora tratar de um sistema simples e de uma demonstração que pode ser realizada em sala de aula e que ajuda na compreensão. Imaginemos uma lata de refrigerante sem o líquido e aberta para o meio externo. O ar dentro da lata está então na mesma pressão que o ar externo e na parede da lata, seja no lado de dentro e de fora, são exercidas forças pelo ar. Ou seja, a parede é comprimida pelo ar. Mas como a parede é fina e metálica (metais suportam enormes esforços de compressão, apresentando deformações dificilmente perceptíveis), aparentemente nada acontece na parede da lata. Mas se o gás interno à lata tiver a sua pressão rebaixada de algum modo, a parede da lata apresentará deformações perceptíveis, podendo até a lata ser amassada de acordo com o que se observa em diversos vídeos da internet. Exemplifico agora estes dois vídeos que também mostram uma forma simples de baixar a pressão dentro da lata: https://www.youtube.com/ e  https://www.youtube.com/.

O corpo humano é análogo à lata aberta pois ele possui comunicações com o meio externo que permitem (quase) equalizar a pressão interna com a externa. Algumas partes do corpo podem e estão a pressões um pouco diferentes da pressão externa. Um exemplo é o do nosso sistema circulatório de sangue e portanto ali acontecem esforços deformadores em partes do sistema. Também quando respiramos há mudanças na pressão interna do ar.

Se houver diferenças maiores entre as pressões internas e externas ao corpo, podem acontecer efeitos indesejáveis, levando à necessidade de trocas gasosas com o meio externo. Vide  Flatulência a bordo de um avião!

Neste interessante vídeo feito pelo Prof. Eloir De Carli – https://www.youtube.com/ – vemos o que acontece com uma embalagem lacrada de sanduichinho em um avião. Dentro cabine, apesar da pressurização, a pressão muda de forma importante quando a aeronave se eleva ou baixa. Se o nosso corpo não tivesse comunicações com o meio externo, incharíamos quando o avião se eleva. Quando por algum motivo o canal que comunica o nosso ouvido médio com o meio externo dentro da faringe – denominado trompa de Eustáquio – está obstruído, sentimos pressões no ouvido decorrentes de mudanças na pressão externa. Tal também pode acontecer com outras estruturas do nosso corpo, levando a recomendações para pessoas gripadas não viajarem de avião.

Efeitos importantes sobre garrafas pet lacradas a bordo de aviões (vide imagem abaixo) estão discutidos em Medindo, 5 dias depois do voo, a pressão na cabine do avião! e em Refazendo a medida da pressão na cabine do avião, agora 8 dias após o voo!

garrafa

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Questão postada no Facebook em 01/12/2016

O Gilson Würz perguntou sobre o vídeo – _Vacuum-Implosion-1.mp4:  Olá professor. Tem algum artigo no cref sobre isso. Já vi algo com latas e tambores menores mas nunca com caminhões tanque. Isso é possível?

RESPOSTA: Sim, é possível se o tanque está lacrado. Este tanque deve ter sido lavado com água quente.

A pressão de vapor da água varia muito com a temperatura. Varia muito mais do que um gás sofrendo a mesma diferença de temperatura. Um gás que comece a 100 graus C a 1 atm e tem a temperatura reduzida, a volume constante para 20 graus C varia sua pressão para cerca de 0,78 atm. Vapor de água termina com cerca de 0,02 atm.

Um tanque como esse deve no máximo suportar diferenças de pressão da ordem de 0,5 atm. Então ao ser esfriado com vapor de água no seu interior ele IMPLODE.

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