Física · 9.ª–12.ª classe
Como calcular a pressão?
Resposta curta
A pressão é a força que atua perpendicularmente por unidade de área: p = F ÷ A. Com a força em newtons e a área em m2, a pressão sai em pascal (Pa). Exemplo: 600 N sobre 0,3 m2 dão 2 000 Pa. Para a mesma força, quanto menor a área, maior a pressão.
Fórmula e significado de cada termo
Pressão
p = F ÷ A F = p × A A = F ÷ p
- p é a pressão, em pascal (Pa): 1 Pa = 1 N/m2.
- F é a intensidade da força perpendicular à superfície, em newtons (N).
- A é a área da superfície de contacto, em m2.
Outras unidades: 1 kPa = 1 000 Pa; a pressão atmosférica normal é de cerca de 101 325 Pa (≈ 1 atm, ≈ 101 kPa).
A ideia central é que o efeito de uma força depende da área onde se espalha. Uma faca bem afiada corta porque concentra a força numa área minúscula; um camião com muitos pneus largos não se afunda no terreno porque distribui o seu peso por uma grande área.
Condições de aplicação
A força tem de ser a componente perpendicular à superfície. Em superfícies horizontais, onde o corpo se apoia, a força é o próprio peso (F = m g). A área é a de contacto, não a área total do objeto: um tijolo pode apoiar-se numa face pequena ou grande, e a pressão muda.
Passo a passo
- Identifique a força perpendicular. Se o dado for a massa, calcule o peso: F = m × g (g = 10 m/s2 neste artigo).
- Identifique a área de contacto e some-a se houver vários apoios (quatro pés de uma mesa, dois pés de uma pessoa).
- Converta a área para m2: 1 cm2 = 0,0001 m2; 1 mm2 = 0,000001 m2.
- Calcule p = F ÷ A.
- Escreva a unidade (Pa) e, se o valor for grande, converta para kPa.
- Verifique: se a área diminuir, a pressão deve aumentar.
Exemplos resolvidos
Exemplo 1 — Caixa no chão (básico)
Enunciado: Uma caixa exerce sobre o chão uma força de 600 N, apoiada numa base de 0,3 m2. Qual é a pressão exercida?
Resolução:
- p = F ÷ A = 600 ÷ 0,3 = 2 000 Pa.
Resposta: 2 000 Pa (2 kPa). Verificação: 2 000 × 0,3 = 600 N.
Exemplo 2 — Uma pessoa de pé
Enunciado: Uma pessoa de 70 kg está de pé, com a área total das solas igual a 0,04 m2 (os dois pés). Calcule a pressão sobre o chão (a) com os dois pés e (b) apoiada só num pé (g = 10 m/s2).
Resolução:
- Peso: F = 70 × 10 = 700 N.
- (a) p = 700 ÷ 0,04 = 17 500 Pa.
- (b) Um só pé tem 0,02 m2: p = 700 ÷ 0,02 = 35 000 Pa.
Resposta: (a) 17 500 Pa; (b) 35 000 Pa. Verificação: metade da área, dupla pressão.
Exemplo 3 — O prego
Enunciado: Bate-se um prego com uma força de 50 N. A cabeça tem área de 1 cm2 e a ponta 1 mm2. Compare as pressões.
Resolução:
- Cabeça: A = 1 cm2 = 0,0001 m2. p = 50 ÷ 0,0001 = 500 000 Pa.
- Ponta: A = 1 mm2 = 0,000001 m2. p = 50 ÷ 0,000001 = 50 000 000 Pa.
- Razão: 50 000 000 ÷ 500 000 = 100.
Resposta: cabeça 5 × 105 Pa; ponta 5 × 107 Pa, cem vezes maior. Verificação: 1 cm2 = 100 mm2, logo a área da ponta é 100 vezes menor.
Exemplo 4 — Nível de exame: um tijolo, três faces
Enunciado: Um tijolo de 2 kg tem dimensões 20 cm × 10 cm × 5 cm. Calcule a pressão que exerce no chão quando apoiado em cada uma das três faces (g = 10 m/s2).
Resolução:
- Peso: F = 2 × 10 = 20 N.
- Face maior: 0,20 × 0,10 = 0,02 m2; p = 20 ÷ 0,02 = 1 000 Pa.
- Face média: 0,20 × 0,05 = 0,01 m2; p = 20 ÷ 0,01 = 2 000 Pa.
- Face menor: 0,10 × 0,05 = 0,005 m2; p = 20 ÷ 0,005 = 4 000 Pa.
Resposta: 1 000 Pa, 2 000 Pa e 4 000 Pa. Verificação: a força é sempre a mesma (20 N); a face com menor área dá a maior pressão.
Erros frequentes no cálculo
- Usar a massa em vez do peso. Se o dado for 70 kg, a força é 700 N, não 70.
- Não converter cm2 em m2. A conversão é por 0,0001 (e não por 0,01); lembre-se de que 1 m = 100 cm, logo 1 m2 = 10 000 cm2.
- Esquecer apoios múltiplos: uma mesa com quatro pés tem quatro áreas de contacto.
- Usar a área total da face quando só parte dela toca na superfície.
- Confundir pressão com força. A força mede-se em N, a pressão em Pa.
- Pensar que mais área dá mais pressão. É o contrário: mais área, menos pressão.
Exercícios propostos
1Exercício 1
Uma força de 100 N atua perpendicularmente sobre uma superfície de 0,5 m2. Qual é a pressão?
Ver solução
p = 100 ÷ 0,5 = 200 Pa.
2Exercício 2
Qual é a força que produz uma pressão de 5 000 Pa sobre uma área de 0,2 m2?
Ver solução
F = p × A = 5 000 × 0,2 = 1 000 N.
3Exercício 3
Uma mesa de 30 kg, com quatro pés de 25 cm2 cada, repousa no chão. Calcule a pressão exercida (g = 10 m/s2).
Ver dica
A = 4 × 25 cm2 = 100 cm2 = 0,01 m2.
Ver solução
F = 300 N. p = 300 ÷ 0,01 = 30 000 Pa.
4Exercício 4
O ar num pneu empurra uma superfície de 2 m2 com pressão de 150 kPa. Qual é a força?
Ver solução
150 kPa = 150 000 Pa. F = 150 000 × 2 = 300 000 N.
5Exercício 5
Um trator de 6 000 kg assenta em quatro rodas, cada uma com 0,05 m2 de contacto. Calcule a pressão no solo e compare com a da pessoa de 70 kg que tem 0,04 m2 de contacto (g = 10 m/s2).
Ver dica
Calcule as duas pressões separadamente.
Ver solução
Trator: F = 60 000 N; A = 0,2 m2; p = 300 000 Pa. Pessoa: F = 700 N; p = 700 ÷ 0,04 = 17 500 Pa. O trator exerce cerca de 17 vezes mais pressão (300 000 ÷ 17 500 ≈ 17,1).
Perguntas frequentes
Qual é a fórmula para calcular pressão?
p = F ÷ A, com a força perpendicular em newtons e a área em m2. O resultado é em pascal.
Como verificar se o resultado está correto?
Multiplique p por A: deve obter F. Confirme ainda que, ao diminuir a área, a pressão aumenta, e que usou m2.
Qual é a diferença entre pressão e força?
A força é uma interação (N); a pressão relaciona essa força com a área onde atua (N/m2). A mesma força pode dar pressões muito diferentes, conforme a área.
Que erros se cometem ao calcular pressão?
Esquecer de converter cm2 em m2, usar a massa como se fosse força e ignorar vários pontos de apoio. Veja a secção de erros frequentes.
Resumo
- p = F ÷ A; unidade pascal (Pa) = N/m2.
- A mesma força dá pressão maior em área menor.
- Em superfícies horizontais, F é o peso: m × g.
- Converta áreas para m2 antes de dividir (1 cm2 = 0,0001 m2).
- Pressão atmosférica normal: cerca de 101 kPa.
Onde aprofundar
- O manual de Física da sua classe e o programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor.
- O Sistema Internacional de Unidades, descrito pelo Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM).
- O manual aberto OpenStax Physics (em inglês), capítulo sobre fluidos e pressão.
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