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Início/Mecânica clássica/Prensa hidráulica

Prensa hidráulica

Princípio de Pascal: a pressão no líquido é a mesma. O êmbolo grande dá força maior: F₂ = F₁ · (A₂/A₁).

Êmbolos

2 cm²
80 cm²
120 N

Grandezas medidas

Pressão P600.00 kPa
Força de saída F₂4800.0 N
Vantagem mecânica A₂/A₁40.00

Sobre o modelo

A prensa hidráulica aplica o princípio de Pascal: a pressão num líquido incompressível em repouso transmite-se por igual em todas as direções. Sobre o êmbolo pequeno atua a força F₁, a pressão é P = F₁/A₁; sobre o êmbolo grande a mesma P dá F₂ = F₁ · (A₂/A₁). A vantagem mecânica é a razão das áreas. A prensa não cria energia: o êmbolo pequeno percorre um caminho maior, F₁ d₁ = F₂ d₂. Pode-se mudar as áreas dos êmbolos e F₁. O líquido é ideal, sem atrito nem vazamentos, e o movimento é lento — equilíbrio estático.

Para quem: Ensino médio: pressão, princípio de Pascal, máquinas simples.

Conceitos-chave

  • princípio de Pascal
  • pressão
  • prensa hidráulica
  • vantagem mecânica
  • líquido incompressível
  • êmbolo
  • conservação da energia

Como funciona

No líquido em vasos comunicantes a pressão é a mesma (princípio de Pascal): P = F₁/A₁ = F₂/A₂. Uma força pequena no êmbolo pequeno dá uma força grande no êmbolo grande. Na tela veem-se os dois êmbolos e a razão F₂/F₁ = A₂/A₁ — assim são os freios hidráulicos, os macacos e as prensas.

Fórmulas principais

P = F/A · F₂ = F₁ · (A₂/A₁)

Perguntas frequentes

A prensa hidráulica cria energia?
Não. Troca força por caminho: no êmbolo grande a força é maior, mas o deslocamento é menor. O trabalho de entrada F₁ d₁ iguala o de saída F₂ d₂ (no ideal). É conservação da energia, não «multiplicação» do trabalho.
Por que o líquido se toma incompressível?
Assim a pressão se transmite de imediato e por completo. Os líquidos reais são um pouco compressíveis, mas no óleo de uma prensa simples isso se despreza para isolar a razão das forças F₂/F₁ = A₂/A₁.
Onde as máquinas são feitas assim?
Macaco hidráulico, freios do automóvel, escavadeira, trem de pouso, prensa industrial: força grande com esforço moderado no êmbolo pequeno.
O que este modelo não inclui?
Atrito, peso dos êmbolos, viscosidade e vazamentos. Por isso a F₂ real é menor que F₁ · (A₂/A₁). Também não há movimentos rápidos: a inércia do líquido não entra.