qual a pressão sobre a base exercida por uma coluna vertical de água com 2m de altura, aberta no topo?
Respostas
A pressão de um líquido pode ser escrita como o produto de sua densidade pela aceleração gravitacional local e a altura da coluna de líquido acima do ponto/objeto/ponto.
Matematicamente, temos que: P = d×g×h, onde:
P - Pressão [Pa]
d - Densidade [kg/m³]
g - Gravidade [m/s²]
h - Altura da coluna [m]
Sabemos que a densidade da água é 1000 kg/m³ (Ou 1 g/cm³, se você fizer a conversão), a gravidade pode ser aproximada para 10 m/s² e a altura do líquido o próprio problema especifica como sendo 2 m, então, jogando na fórmula:
P = d×g×h
P = 1000×10×2
P = 20.000 Pa
Esse resultado, porém, refere-se à pressão da coluna d'água somente, mas já que o recipiente do líquido está aberta no topo, então você precisa adicionar a pressão atmosférica.
Você tem duas opções: Ou você converte de Pascal para atmosfera, ou você converte de atmosfera para Pascal. Farei a segunda opção, mas ambas são razoáveis e dão o mesmo resultado:
Sabemos que a pressão atmosférica tem 1 atm, e que 1 atm possui 101235 Pa, então você só precisa adicionar esses 101325 Pa ao seu resultado, adquirindo 212325 Pa de pressão.
Se quiser converter os 20.000 Pa para atm, é só você fazer uma regra de três, chegando em 0,2 atm, totalizando, no fundo do recipiente, 1,2 atm de pressão dado pela coluna de água no topo.
Respostas possíveis ao exercício: 1,2 atm ou 212325 Pa aproximadamente.