O princípio básico.
Um fluido confinado transmite pressão. Num pistão com pressão de um só lado, a força ideal é a pressão multiplicada pela área efetiva: F = pA. Se ambos os lados estiverem pressurizados, é necessário considerar as forças opostas.
A pressão atua em todas as direções, não apenas para cima. As paredes do cilindro e os vedantes contêm-na, enquanto o pistão ou êmbolo em movimento a converte numa força útil. A estrutura suporta as cargas de reação resultantes.
Um cálculo ideal de pistão.
Uma pressão de 2 MPa numa área de 0.01 m² produz 20,000 N. Isto ignora o atrito, a pressão contrária e os efeitos dinâmicos.
Acompanhe a relação.
- PressãoAtua sobre a área efetiva.
- ÁreaDetermina a força para essa pressão.
- ForçaMove ou suporta a carga.
Relacione-o com o elevador.
Uma área maior proporciona mais força à mesma pressão, mas também exige mais fluido para o mesmo curso. A multiplicação hidráulica da força não cria energia: um pistão de entrada mais pequeno tem de se deslocar mais para fornecer o volume do pistão maior.
Um olhar mais próximo
Os líquidos são frequentemente tratados como incompressíveis em exemplos introdutórios. Os fluidos reais comprimem-se ligeiramente, e o ar incorporado pode alterar substancialmente a rigidez e a resposta.
Verifique o que aprendeu
Duplicar a área do pistão duplica a sua velocidade com o mesmo caudal?
Mostrar a explicação
Não. Duplica a força ideal à mesma pressão, mas reduz a velocidade a metade com o mesmo caudal.
Leitura adicional.
Leitura opcional para aprofundar esta lição.
- OpenStax: princípio de Pascal e hidráulica
Comece aqui: a Figura 14.16 e a equação 14.12 mostram como a mesma pressão pode produzir forças diferentes em êmbolos com áreas diferentes.