Mecânica IV · Episódio 6

A esfera que desceu a mil atmosferas

A lei de Stevin

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 61 / 20

O caso

Corte do mar com a esfera pousada no fundo e a barra de pressão crescendo

23/01/1960 · Trieste na Fossa das Marianas
esfera de aço: 2,16 m de diâmetro · parede de 127 mm
4 h 47 min de descida · fundo a 10 916 m · 20 min lá
janela de acrílico racha após 9 000 m

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 62 / 20

O caso

23/01/1960 · Trieste na Fossa das Marianas
esfera de aço: 2,16 m de diâmetro · parede de 127 mm
4 h 47 min de descida · fundo a 10 916 m · 20 min lá
janela de acrílico racha após 9 000 m

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 62 / 20

O caso

23/01/1960 · Trieste na Fossa das Marianas
esfera de aço: 2,16 m de diâmetro · parede de 127 mm
4 h 47 min de descida · fundo a 10 916 m · 20 min lá
janela de acrílico racha após 9 000 m

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 62 / 20

O caso

23/01/1960 · Trieste na Fossa das Marianas
esfera de aço: 2,16 m de diâmetro · parede de 127 mm
4 h 47 min de descida · fundo a 10 916 m · 20 min lá
janela de acrílico racha após 9 000 m

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 62 / 20

O caso — a conta da margem

fora, no fundo: mais de 1 000 atm
dentro: 1 atm, o ar da superfície
projeto: · folga de cerca de 12%

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 63 / 20

O caso — a conta da margem

fora, no fundo: mais de 1 000 atm
dentro: 1 atm, o ar da superfície
projeto: · folga de cerca de 12%

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 63 / 20

O caso — a conta da margem

fora, no fundo: mais de 1 000 atm
dentro: 1 atm, o ar da superfície
projeto: · folga de cerca de 12%

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 63 / 20

Pergunta do episódio

Quanto aperta a água a 11 km de fundo — e por que o casco aguentou?

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 64 / 20

Conceito 1 — Lei de Stevin

Barra no ponto submerso: trecho do ar mais trecho da coluna

Três vasos de formatos diferentes, mesma altura, mesma pressão no fundo

a partir da superfície livre · mesmo nível, mesma pressão
formato e volume de líquido: irrelevantes

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 65 / 20

Exemplo resolvido — ponto no tanque

Tanque de 8 m de água; ponto a 2 m do fundo ( na superfície, )

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 66 / 20

Exemplo resolvido — ponto no tanque

Tanque de 8 m de água; ponto a 2 m do fundo ( na superfície, )

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 66 / 20

Exemplo resolvido — ponto no tanque

Tanque de 8 m de água; ponto a 2 m do fundo ( na superfície, )

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 66 / 20

Conceito 2 — Régua dos dez metros

Escada de profundidades: uma atmosfera a mais a cada degrau de 10 m

10 m de água: cerca de 1 atm · mar:
em atm ( em metros):

vale para líquido · no ar, não é linear

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 67 / 20

Exemplo resolvido — mar e piscina

10 m de mar () e 3 m de água doce: quanto somam?

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

1: mar, cerca de 1 atm · 2: água doce, 0,3 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 68 / 20

Exemplo resolvido — mar e piscina

10 m de mar () e 3 m de água doce: quanto somam?

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

1: mar, cerca de 1 atm · 2: água doce, 0,3 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 68 / 20

Exemplo resolvido — mar e piscina

10 m de mar () e 3 m de água doce: quanto somam?

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

1: mar, cerca de 1 atm · 2: água doce, 0,3 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 68 / 20

Conceito 3 — A descida

Barras de pressão em 10, 3 000, 9 000 e 10 916 m, fora de escala

pressão cresce em reta com
9 000 m: cerca de 920 atm · fundo: cerca de 1 120 atm
últimos 1 916 m: +21% · quase +200 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 69 / 20

Conceito 3 — A descida

pressão cresce em reta com
9 000 m: cerca de 920 atm · fundo: cerca de 1 120 atm
últimos 1 916 m: +21% · quase +200 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 69 / 20

Conceito 3 — A descida

pressão cresce em reta com
9 000 m: cerca de 920 atm · fundo: cerca de 1 120 atm
últimos 1 916 m: +21% · quase +200 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 69 / 20

Exemplo resolvido — o fundo da fossa

10 916 m de mar (), na superfície,

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

cerca de 1 120 atm · o ar de cima quase não conta

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 610 / 20

Exemplo resolvido — o fundo da fossa

10 916 m de mar (), na superfície,

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

cerca de 1 120 atm · o ar de cima quase não conta

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 610 / 20

Exemplo resolvido — o fundo da fossa

10 916 m de mar (), na superfície,

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

cerca de 1 120 atm · o ar de cima quase não conta

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 610 / 20

Conceito 4 — Absoluta × manométrica

Duas barras no fundo da piscina: 0,3 atm e 1,3 atm

absoluta:
manométrica: · zero ao ar livre
absoluta menos manométrica: 1 atm, sempre

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 611 / 20

Conceito 4 — Absoluta × manométrica

absoluta:
manométrica: · zero ao ar livre
absoluta menos manométrica: 1 atm, sempre

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 611 / 20

Conceito 4 — Absoluta × manométrica

absoluta:
manométrica: · zero ao ar livre
absoluta menos manométrica: 1 atm, sempre

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 611 / 20

Exemplo resolvido — manômetro no tanque

Tanque com 5 m de água doce: leitura do manômetro () e pressão absoluta () no fundo

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

0,5 atm · 1,5 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 612 / 20

Exemplo resolvido — manômetro no tanque

Tanque com 5 m de água doce: leitura do manômetro () e pressão absoluta () no fundo

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

0,5 atm · 1,5 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 612 / 20

Exemplo resolvido — manômetro no tanque

Tanque com 5 m de água doce: leitura do manômetro () e pressão absoluta () no fundo

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

0,5 atm · 1,5 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 612 / 20

Conceito 5 — A diferença esmaga

Esfera em corte: forças iguais apontando para o centro por todos os lados

parede sente
esfera: aperto igual, sem meio para dobrar
peixe do fundo: mesma pressão dentro → nada sente

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 613 / 20

Conceito 5 — A diferença esmaga

parede sente
esfera: aperto igual, sem meio para dobrar
peixe do fundo: mesma pressão dentro → nada sente

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 613 / 20

Conceito 5 — A diferença esmaga

parede sente
esfera: aperto igual, sem meio para dobrar
peixe do fundo: mesma pressão dentro → nada sente

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 613 / 20

Exemplo resolvido — de casco

Metro quadrado de casco: seta enorme de fora, seta mínima de dentro

Parede de no fundo: fora · dentro

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

cerca de 11 200 t contra 10 t

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 614 / 20

Exemplo resolvido — de casco

Parede de no fundo: fora · dentro

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

cerca de 11 200 t contra 10 t

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 614 / 20

Exemplo resolvido — de casco

Parede de no fundo: fora · dentro

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

cerca de 11 200 t contra 10 t

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 614 / 20

Conceito 6 — O cubo submerso

Cubo na água: laterais se anulam, face de baixo empurra mais

face de baixo mais funda → pressão maior
sobra força para cima: o peso do líquido deslocado
independe da profundidade · semente do empuxo

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 615 / 20

Conceito 6 — O cubo submerso

face de baixo mais funda → pressão maior
sobra força para cima: o peso do líquido deslocado
independe da profundidade · semente do empuxo

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 615 / 20

Conceito 6 — O cubo submerso

face de baixo mais funda → pressão maior
sobra força para cima: o peso do líquido deslocado
independe da profundidade · semente do empuxo

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 615 / 20

Exemplo resolvido — cubo de 20 cm

Cubo de 20 cm de aresta totalmente imerso em água doce ()

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

para cima · peso de 8 L de água

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 616 / 20

Exemplo resolvido — cubo de 20 cm

Cubo de 20 cm de aresta totalmente imerso em água doce ()

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

para cima · peso de 8 L de água

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 616 / 20

Exemplo resolvido — cubo de 20 cm

Cubo de 20 cm de aresta totalmente imerso em água doce ()

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

para cima · peso de 8 L de água

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 616 / 20

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