Pressão é definida como a força (F) aplicada em uma determinada superfície (área A), dada pela equação:
onde, no S.I., a força é dada em Newtons, a área em m² e a pressão em Pascal (Pa), ou seja,
A pressão também é definida como o valor médio da transferência de momento nas colisões das partículas com as paredes de um recipiente.
Blaise Pascal (1623-1662), a quem se deve a homenagem da unidade Pascal de pressão, foi físico, matemático e filósofo. Começou a interessar-se pela hidrostática em 1647, realizando diversas experiências e descobertas. Delas concluiu em 1648 a existência do peso do ar, do vácuo e que a pressão atmosférica diminuía com a altura, presumindo que há um vácuo acima da atmosfera terrestre.
Dentre suas descobertas está o relógio de pulso, a seringa e o barômetro, além de ser o primeiro a ter a ideia de um sistema de ônibus, organizando uma companhia de transportes públicos.
A unidade de pressão atm também é muitas vezes usada, por ser mais prática. Ela é a pressão exercida pela atmosfera ao nível do mar, dada por
1 atm = 1,01 . 105 Pa
É preciso lembrar que a força é uma grandeza vetorial, contudo a pressão é uma grandeza escalar. Isso acontece pois não há direção associada à pressão, enquanto que a força possui direção perpendicular a superfície que sofre a pressão.
Esta característica da pressão de ser proporcional a força e inversamente proporcional a área, traz diversos exemplos de sua utilização no cotidiano.
Considerando que se a área diminui a pressão aumenta, temos exemplos como de uma faca afiada ou uma agulha, ambas com áreas pequenas para aumentar a pressão, a faca com o objetivo de cortar e a agulha para perfurar.
Já quando se aumenta a área, a pressão tende a diminuir. É o artifício que os esquiadores adotaram para não fazer muita força, a ponto de quebrar o gelo sob seus pés, utilizando sapatos com áreas muito grandes, fazendo com que a força peso de seus corpos se espalhe pelos diversos pontos do sapato.
A figura 1 mostra que quando temos o mesmo bloco, com a mesma força peso, mas posicionado de maneiras diferentes sobre a mesa, podemos ter diferentes pressões (P1, P2 e P3), pois a área do bloco em contato com a mesa é diferente em cada situação.
Figura 1. Blocos de pesos iguais sobre a mesa, mas com áreas de contato diferentes. P1, P2 e P3 são as respectivas pressões exercidas sobre a mesa.
Desta forma, a pressão, do valor maior para o menor, na figura 1 será:
P3 > P2 > P1
A área em contato do bloco inclinado é a menor de todas, enquanto que a do bloco deitado é a maior.
Nos líquidos, a pressão se caracteriza por não depender da forma do recipiente, mas sim da profundidade, conforme vemos na figura 2, onde a pressão é a mesma nos três casos. Quanto maior a profundidade, maior a pressão!
Figura 2. A pressão depende apenas da profundidade H e não da forma do recipiente.
Nos gases, quanto menor o volume maior a pressão. As moléculas, no caso II, ficam confinadas com menor espaço, fazendo mais força sobre as paredes do recipiente. Veja os pistões I e II na figura 3, em que no caso II a pressão é maior pelo menor volume.
Figura 3. Pistões com gás em seu interior. Em II a pressão é maior pois o volume diminuiu.
Referências bibliográficas:
http://ecalculo.if.usp.br/historia/blaise_pascal.htm
HEWITT, Paul G., Física Conceitual – 9ª ed. – Bookman, 2008.