Pressão, o que é? Definição, características, principais tipos e fórmulas

Provavelmente você já viu alguém amolar, ou até amolou, uma faca sem corte. Amolamos uma faca quando a lâmina não está exercendo a função de cortar, certo? Ao amolar a faca, ocorre a diminuição da área de contato com objeto e, assim, a pressão sobre o material é maior.

Estamos falando da pressão, ou seja, da força exercida sobre uma superfície. Neste caso, é classificada como grandeza escalar, por não possuir uma única direção e sentido. Ou seja, as grandezas escalares, como a massa e o trabalho de uma força, por exemplo, são postas em todas as direções e sentidos.

Quando a pressão de um objeto sobre uma superfície é calculada, utilizamos a unidade de medida Pa (pascal). Isso significa que, em uma área de 1 m² será aplicado uma força de 1 N. Normalmente, utiliza-se a definição de pressão para exemplificar o que ocorre com gases e líquidos, ou seja, fluídos. Dessa forma, existem três classificações: pressão hidrostática, atmosférica e absoluta.

Definição de pressão

Pressão é classificada como a força de um objeto sobre a superfície de outro material. Nesse sentido, quanto menor a área de contato, maior será a pressão exercida. Assim, a fórmula que representa essa grandeza escalar é definida da seguinte maneira: P = F / A. Ou seja, é a pressão, em razão da força, aplicada sobre a área ou superfície.

Nesse sentido, a unidade de medida utilizada para expressar essa grandeza escalar é Pa (pascal). Neste caso, 1 Pa representa a força de 1 N sobre a área de 1 m². Visto isso, a pressão é uma grandeza escalar exercida em diversas situações, como amolar uma faca.

Vale lembrar que, quanto menor a área de contato maior será a pressão exercida. Assim, essa grandeza escalar não depende da força, mas sim da área de contato entre duas superfícies. Um exemplo muito simples é o contato com o solo. Imagine, por exemplo, duas pessoas caminhando sobre a grama. Uma pessoa está usando tênis e a outra um sapato de salto alto.

O exemplo demonstra que, a pessoa que usa o tênis não terá problema para se movimentar porque a área de contato com o solo é maior. Entretanto, a pessoa que está de salto alto não terá a mesma proeza. Isso porque, o salto possui uma área muito pequena e, em contato com o solo, adquire maior pressão. Sendo assim, o salto afundará na grama, enquanto o tênis não terá problemas.

Tipos de pressão

A pressão pode ser classificada de três formas: hidrostática, atmosférica e absolta. Cada uma representa diferentes tipos de força exercida sobre uma superfície. Além disso, são expressas por fórmulas variadas, correspondente aos fluídos, como líquidos ou gases.

Visto isso, a pressão hidrostática representa a força exercida por um fluido. Esse tipo de pressão é definida pela Lei de Stevin, que engloba a atração gravitacional local, a altura a coluna de equilíbrio. Aqui, não se considera a pressão atmosférica. Logo, temos: P = p.g.h. 

A pressão atmosférica é também conhecida como manométrica. De acordo com a fórmula matemática, d representa a densidade do fluido – expresso em kg/m³. Enquanto isso, v é o volume do fluido (m³); h simboliza a altura do fluido dentro de determinado recipiente. Sendo assim, quanto maior a profundidade estabelecida por um fluido, maior é a pressão posta por ele.

Pressão atmosférica

Representa a pressão que a camada de ar da Terra exerce. A superfície terrestre é composta por gases como nitrogênio, oxigênio e gás carbônico. Por conta disso, a força atmosférica possui densidade baixa em relação ao nível do mar, cerca de 1,2 kg/m³. Neste caso, quanto mais alto estivermos em relação ao nível do mar, menor será a densidade da atmosfera.

Um exemplo bem comum é observar jogadores de futebol que disputam partidas em cidades muito elevadas em relação ao nível do mar. Devido a baixa densidade atmosférica, o ar se torna mais rarefeito e uma das consequências é a falta de ar. Assim, para demonstrar a medida desse tipo de grandeza escalar, utiliza-se a seguinte expressão: 1 atm = 1 x 10⁵ Pa (N/m²) = 76 cmHg = 760 mmHg. 

A medida foi expressa pelo físico italiano Evangelista Torricelli, durante o século XVII. O físico, por meio de um experimento, constatou que a atmosfera possuía a mesma pressão de uma coluna de mercúrio (Hg) com 76 cm de altura. A partir disso, ficou estabelecido que P₀ = 760 mmHg = 1 atm. 

Pressão absoluta

É o tipo de pressão total exercida pela pressão atmosférica e a manométrica. Neste caso, simboliza a força total de corpo na superfície da Terra. Para que os cálculos sejam feitos, considera-se a ação da força dos corpos exercida sobre uma determinada superfície. Logo, a relação que essas duas forças estabelecem sobre a superfície é determinada pelo Teorema de Stevin.

Ou seja, para representar a força utilizamos a fórmula: P = P₀ + dgh. Visto isso, tem-se o valor absoluto equivalente ao valor atmosférico mais a força manométrica ou hidrostática do corpo. Além das fórmulas já citadas, existem algumas expressões que devem ser levadas em consideração. Observe:

Caso a força seja exercida sobre uma determinada área, utiliza-se a expressão básica: P = F / A. Agora, se a força (hidrostática ou manométrica) analisada é exercida sobre um fluido estático a fórmula utilizada é composta por: P = d.g.h. Por fim, caso a força analisada seja absoluta, ou seja, a força atmosférica junto à força hidrostática, a fórmula utilizada é P = P₀ + dgh. 

Unidades de pressão

Os cálculos relacionados aos tipos de pressões são definidos pela unidade de medida padrão Pa (pascal). Entretanto, quando os dados são expressos em outras unidades de medida é necessário realizar a conversão para a unidade padrão. Assim, para simplificar os cálculos de conversão, determina-se que 1 atm equivale a 1,01.10⁵ Pa ou a 760 mmHg.

As unidades de medidas mais frequentes em cálculos sobre força e área de contato são:

• Atmosfera (Atm) – 1 atm = 101 325 Pa;
• Milímetro de mercúrio (MmHg) – 1 mmHg = 133,3224 Pa;
• Metro de água (mH₂O) – 1 mH₂O = 9803,1176 Pa;
• Libras por polegada quadrada (psi (lbf/in²) – 1 lbf/in² = 6894,8 Pa.

Pressão arterial

A pressão arterial é classificada como a pressão que o sangue exerce sobre as paredes das artérias. Assim, existem dois tipos de pressões, a sistólica (quando o sangue sai) e a diastólica (quando o sangue retorna a coração). Ambos os tipos de pressões são medidos por um aparelho denominado esfigmomanômetro. 

O aparelho esfigmomanômetro consegue identificar a força do sangue sobre as paredes das artérias por meio da contração e do relaxamento do coração. Assim, de acordo com a Sociedade Brasileira de Cardiologia (SBC), um indivíduo é considerado saudável quando os níveis arteriais são representados por 120 mmHg de valor sistólica e 80 mmHg de valor diastólica. 

Assim, quando os valores sofrem alteração, ou seja, quando aumentam, ocorre o que os médicos chamam de hipertensão. Logo, o aumento das pressões arteriais podem causar diversas doenças cardíacas. Além disso, existem fatores que agravam a hipertensão, como sedentarismo, excesso de peso, má alimentação, bebidas alcoólicas, por exemplo.

Sendo assim, a SBC estabelece valores para determinar se a hipertensão arterial em relação as pressões sistólica (PAS -mmHg) – primeira linha –  e diastólica (PAD – mmHg) – segunda linha. Confira:

• Normal – ≤ 120 PAS / ≤ 80 PAD;
• Pré-hipertensão – 121-139 PAS / 81-89 PAD;
• Hipertensão estágio 1 – 140-159 PAS / 90-99 PAD;
• Hipertensão estágio 2 – 160-179 PAS / 100-109 PAD;
• Hipertensão estágio 3 – ≤180 PAS / ≤110 PAD.

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Fontes: Brasil Escola, Brasil Escola, Info Escola e Cola Web

Imagens: Postal Saúde, Tribuna do Ceara, Quero Bolsa, Significados, Eletroeletrônica Automotiva, Significados e Revista Momento