categoria: física
publicado: 14 de setembro de 2015
o ar não o esmaga. Como um fluido, o ar flui ao seu redor e tenta esmagá-lo. Felizmente, normalmente há tanta pressão dentro do corpo pressionando para fora quanto há pressão de ar fora do corpo empurrando para dentro. Eles normalmente cancelam, o que significa que não há força geral em você e você não é esmagado. Mesmo quando a pressão interna e externa não se anulam exatamente, sua pele, músculos e outros tecidos geralmente são fortes o suficiente e flexíveis o suficiente para não serem danificados pela força.
fique do lado de fora em um campo e olhe para cima. Você está olhando para uma coluna de ar de cem quilômetros que está sendo puxada para baixo em sua direção pela gravidade. Embora o ar seja muito tênue em comparação com outros materiais, ele é realmente composto de átomos e, de fato, tem massa. Como tal, o ar é puxado para baixo pela gravidade, assim como tudo o mais que tem massa. Um punhado de ar pode não ter muita massa, mas cem quilômetros de ar é uma história diferente. Se você desenhar um quadrado de um metro por um metro no chão (que é sobre a pegada da geladeira), todo o ar diretamente sobre esse quadrado tem uma massa total de cerca de dez mil quilos. Por causa da gravidade da Terra, essa massa empurra para baixo o metro quadrado com uma força de cerca de vinte mil libras, o que é o mesmo que o peso de um ônibus escolar vazio. Em outras palavras, se você colocasse um ônibus escolar vazio em um pedestal de metro quadrado (para concentrar a força na área certa), o pedaço de terra sob o pedestal estaria experimentando tanto peso do ônibus quanto normalmente do ar.
Agora desenhe um quadrado de uma polegada por uma polegada em seu ombro. Os cem quilômetros de ar diretamente acima desse quadrado têm uma massa total de 7 quilos. Sob a influência da gravidade da terra, esta massa empurra para baixo na polegada quadrada do seu ombro com uma força de cerca de 15 libras. Isso é o mesmo que o peso de uma grande bola de boliche. Em outras palavras, o ar empurra para baixo na polegada quadrada em seu ombro com a mesma força que se houvesse uma grande bola de boliche sentada naquela polegada quadrada e sem atmosfera. Além disso, não há nada de especial nessa polegada quadrada em seu ombro. Cada centímetro quadrado na superfície do seu corpo sente 15 quilos empurrando-o por causa do ar na atmosfera. Por exemplo, se a palma da sua mão tiver uma área de superfície de 10 polegadas quadradas (que é um valor típico), o ar empurra a palma da mão com uma força total igual ao peso de 10 grandes bolas de boliche. Mas porque não o sentes? Certamente não parece que você está constantemente segurando 10 grandes bolas de boliche na palma da sua mão. A resposta é que o ar é um fluido.
como fluido, o ar é capaz de fluir em todas as direções e tomar qualquer forma. Ao fazê-lo, o ar transmite a força de esmagamento de seu peso em todas as direções, mesmo para cima. Segure a mão com a palma voltada para cima. Embora seja verdade que o ar está empurrando para baixo em sua palma com a força de 10 bolas de boliche, ao mesmo tempo o ar está empurrando para cima na parte de trás de sua mão com a força de 10 bolas de boliche. Como resultado, a força total em toda a sua mão é zero. As superfícies individuais (a parte superior e inferior da sua mão) sentem a pressão do ar, mas a mão como um todo não experimenta força líquida da atmosfera. É por isso que não parece que você está constantemente carregando cerca de dez bolas de boliche na palma da sua mão, e é por isso que cem quilômetros de ar acima de você não prendem a mão no chão. Da mesma forma, embora o ar esteja pressionando o topo da cabeça com centenas de quilos de força, ele também está pressionando o queixo e o pescoço com centenas de quilos de força. Como resultado, sua cabeça não é esmagada contra a calçada. Desta forma, a natureza fluida do ar faz com que o peso da atmosfera empurre em todos os lugares em você, mas não o empurre para baixo.
este cancelamento de forças em sua mão só acontece se o ar atmosférico for capaz de alcançar a palma da mão e a parte de trás de sua mão. Se você remover o ar que está empurrando para cima na parte de trás de sua mão, não haverá mais um cancelamento de forças e você experimentará 10 bolas de boliche no valor de peso em sua mão em geral. Você pode fazer isso parcialmente ligando uma máquina de vácuo extremamente forte enquanto pressiona a abertura na extremidade da mangueira diretamente contra a parte de trás da mão. A máquina de vácuo suga e remove o ar que estava pressionando na parte de trás de sua mão, permitindo que sua mão em geral sinta a força descendente da pressão do ar na palma da sua mão. Você provavelmente Descreveria essa experiência como a mangueira sugando sua mão em direção a ela e, portanto, diria que a força que sua mão sente em geral é uma força de tração exercida pela mangueira. Na realidade, o peso do ar acima da mão está empurrando a mão para baixo em direção à mangueira de vácuo e é a fonte da força.
sempre que falamos de sucção, queremos dizer realmente remover o ar de um lado de um objeto para que o imenso peso do ar na atmosfera possa ser experimentado pelo objeto em geral sem ser cancelado. Sempre que você tiver dificuldade em remover uma ventosa de uma janela, essa força resistiva que você está experimentando é literalmente o peso do ar da atmosfera esmagando-a contra o vidro. Se a ventosa for grande e tiver uma boa vedação, você não será forte o suficiente para puxar diretamente a xícara. Simplificando, você não é forte o suficiente para se opor à força do ar esmagando a ventosa contra o vidro. No entanto, você pode tirar a ventosa da janela facilmente, deixando o ar atmosférico chegar ao outro lado da ventosa. Coloque um lápis ou pino entre o copo e o vidro para quebrar a vedação, deixando o ar fluir atrás da ventosa. Uma vez que isso acontece, as forças no copo do ar em ambos os lados se cancelam e o copo não é mais esmagado contra o vidro. Com esses conceitos em mente, agora deve ser óbvio que as ventosas não funcionam no vácuo do espaço.Mesmo quando a força do ar na parte de trás da sua mão cancela a força do ar na palma da sua mão, sua mão ainda está sendo esmagada no meio entre essas duas forças opostas. Felizmente, também há pressão dentro de sua mão direcionada para fora, o que cancela a força interna da pressão do ar. Como resultado, não há força líquida na superfície da sua mão. A pressão interna não é causada pelo ar, mas é causada por água presa. A pressão interna do corpo é criada e mantida por ter células semi-rígidas que são bombeadas com água usando as forças químicas atraentes entre a água e os íons, como o sódio. Cada célula é um pouco como um balão de água. Se você bombear água em um balão, a pressão interna da água pode cancelar a pressão externa do ar e o balão mantém sua forma sem ser esmagado.
se você fizer um recipiente hermético e depois reduzir sua pressão interna para que o efeito de cancelamento desapareça, o peso do ar atmosférico é realmente forte o suficiente para esmagar o recipiente internamente. Por exemplo, pegue um barril de metal vazio e aqueça-o com a tampa desligada para que o ar dentro do barril aqueça, se expanda e escapa parcialmente. Agora, coloque a tampa firmemente e coloque o barril em uma piscina de gelo. À medida que o ar restante no barril esfria, ele perde sua pressão e não é mais capaz de cancelar a pressão do ar fora do barril. Como resultado, o barril implode.
observe que, mesmo que a pressão interna do corpo e a pressão externa do ar não sejam exatamente iguais e, portanto, não se cancelem, a maioria dos tecidos do corpo é forte o suficiente para suportar a força líquida resultante. Por exemplo, se você colocar um ser humano no vácuo do espaço sem um traje espacial, haverá a pressão corporal interna regular, mas nenhuma pressão de ar externa para cancelá-lo. Apesar dessa diferença, essa pessoa não explodirá, pois a pele é forte o suficiente para suportar a pressão. A exposição ao vácuo realmente prejudica os humanos e até causa a morte após alguns minutos, mas não faz com que os humanos explodam com a diferença de pressão.
tópicos: ar, pressão do ar, atmosfera, pressão