Usando a atmosfera como 'cola'


p = F/A Assim, as partículas (moléculas) do ar, sempre em movimento, colidem com a tampa e exercem nela uma força F



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p = F/A

Assim, as partículas (moléculas) do ar, sempre em movimento, colidem com a tampa e exercem nela uma força F que a empurra. Esta força F pode ser isolada na expressão acima e, portanto, calculada por:



F = p.A

Como tem ar dos dois lados da tampa, há também duas forças agindo nela, uma de cada lado, sendo:



  • Uma força externa Fext, atuando na área de fora da tampa, agindo no sentido de fora para dentro, empurrando a tampa contra o recipiente;

  • E outra força interna Fint, atuando na área de dentro da tampa, agindo no sentido de dentro para fora, empurrando a tampa para longe do recipiente.

A ilustração a seguir dá uma ideia destas duas forças opostas (Fext e Fint).


As duas forças opostas sobre a tampa

Podemos calcular a resultante Rpressão (apenas destas duas forças originadas pela pressão) fazendo Rpressão = Fext - Fint, ou seja, podemos estimar o efeito vetorial que resulta da ação simultânea destas duas forças em lados opostos da tampa.

Em termos de p e A a resultante Rpressão será:

Rpressão = Fext - Fint = pext.A - pint.A.

Colocando a área A em evidência nesta expressão temos:

 

Rpressão = (pext - pint)A

 

Note que, se as pressões em ambos os lados da tampa forem iguais (pext = pint), a resultante será nula (Rpressão = 0), ou seja, o efeito das duas forças opostas é nulo. Mas é justamente aí que está o segredo! Se de alguma forma diminuirmos a pressão interna pint, diminuímos também a força interna Fint. Neste caso, a força externa Fext não muda de valor e passa a ser maior do que a força interna Fint. Surgirá então uma resultante Rpressão não nula, de fora para dentro, empurrando a tampa contra o recipiente. É o que temos na próxima ilustração.




As forças externa e interna não se anulam. A resultante é Rpressão.

Em outras palavras, a diferença de pressão nos dois lados da tampa ou , se preferir, entre o lado de fora e o de dentro do recipiente, dá origem a uma força de fora para dentro que mantém a tampa bem encostada e, portanto, fixa junto ao recipiente. Em outras palavras, a tampa é "colada" mecanicamente ao pote por esta força Rpressão.




A resultante Rpressão empurra fortemente a tampa contra o recipiente.

 

 Conclusão: É a diferença de pressão entre o lado de dentro e o de fora do recipiente quem mantém a tampa "colada". Em outras palavras, a atmosfera é usada como "cola" temporária. Bem interessante, não?



 E esta força é suficientemente grande para podermos até mesmo segurar o pote suspenso somente pela tampa e ela ainda não se solta!

Deu para entender o "truque" físico? Aposto que se você vier a usar um recipiente destes, ao ouvir o "pssssssssss" do ar entrando pelo furinho, imediatamente vai se lembrar deste artigo!


Publicada em 22 de dezembro de 2011



Pelo prof. Dulcidio Braz Júnior





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