Ano 2021#physics

Sobre o tema

A pressão hidrostática é um conceito fundamental da física que descreve a pressão exercida por uma coluna de fluido em equilíbrio devido à ação da gravidade. Sua compreensão é essencial em diversas áreas, desde a engenharia de fluidos até a física de partículas, como no caso dos criostatos utilizados no estudo de neutrinos no Fermilab. Tanques de argônio líquido a baixíssimas temperaturas exigem cálculos precisos de pressão para garantir segurança e eficiência. A relação P = ρgh, onde ρ é a densidade, g a aceleração gravitacional e h a altura da coluna, permite determinar a altura do tanque a partir da pressão na base e da densidade do líquido.

Tópicos relacionados

  • Pressão hidrostática
  • Densidade e massa específica
  • Cálculo de altura de coluna líquida
  • Aplicações em criogenia e detectores de partículas

Enunciado

Em março de 2020, a Unicamp e o Fermi National
Accelerator Laboratory (Fermilab), dos Estados Unidos,
assinaram um acordo de cooperação científica com o
objetivo de desenvolver tanques para conter argônio
líquido a baixíssimas temperaturas (criostatos). Esses
tanques abrigarão detectores para o estudo dos neutrinos.
A pressão exercida na base de certo tanque do Fermilab
pela coluna de argônio líquido no seu interior é
P = 5,6x10^4 N/m^2. A densidade do argônio líquido no
tanque é d = 1400 kg/m^3. Assim, a altura do tanque será
de

Alternativas

  • A)

    2,0m

  • B)

    4,0 m.

  • C)

    7,8 m.

  • D)

    25,0 m.

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Perguntas frequentes

O que é pressão hidrostática?

Pressão hidrostática é a pressão exercida por um fluido em repouso devido ao peso da coluna de fluido acima do ponto considerado. Ela depende da densidade do fluido, da aceleração da gravidade e da altura da coluna.

Como calcular a altura de uma coluna de líquido a partir da pressão?

A altura é calculada pela fórmula h = P/(ρg), onde P é a pressão na base, ρ é a densidade do líquido e g é a aceleração da gravidade (geralmente 10 m/s² em problemas didáticos).

Qual a importância da pressão em tanques criogênicos?

O controle da pressão em tanques criogênicos é crucial para evitar rupturas ou explosões. A pressão exercida pelo líquido na base determina a espessura e o material do tanque, garantindo segurança em aplicações como armazenamento de gases liquefados.

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