Como jogar Mergulho profundo
- Escolha um mergulho e leia no cartão a profundidade ou o limite do casco, e a densidade da água.
- A pressão cresce de forma constante com a profundidade: p = p₀ + ρ·g·h, com ρ·g·h em Pa (divida por 1000 para ter kPa).
- Para uma força, multiplique a diferença de pressão pela área: F = Δp·A. Digite sua previsão e toque em Mergulhar.
- Observe o manômetro e o gráfico: as marcas laranja mostram sua previsão ao lado da pressão real.
Por que a pressão aumenta com a profundidade?
Em qualquer profundidade, a água precisa sustentar o peso de toda a água acima dela. Uma coluna de água de h metros sobre 1 m² tem massa de ρ·h kg e peso de ρ·g·h N, então a água soma uma pressão ρ·g·h. No mar isso dá cerca de 10 kPa por metro, mais ou menos uma atmosfera a mais a cada 10 m. Por cima ainda está o ar, p₀ ≈ 101 kPa, então a pressão total é p = p₀ + ρ·g·h. A pressão depende só da profundidade e do líquido, não da forma nem do tamanho da água: um lago e um oceano pressionam igual a 10 m se a sua água tiver a mesma densidade. A água doce é menos densa que a do mar, então a sua pressão cresce um pouco mais devagar. A pressão empurra toda superfície, perpendicularmente a ela, e a força é pressão vezes área. Por isso as janelas de um submarino precisam ser grossas, e por isso uma barragem é mais grossa embaixo, onde a água pressiona mais.
Um modelo de aprendizagem focado
A água está parada e não se comprime, então a sua densidade é a mesma em qualquer profundidade, e g = 9,8 m/s². O ar pressiona p₀ = 101 kPa sobre a superfície. O submarino ou o mergulhador desce de forma constante por 2 s, da profundidade inicial até o alvo; se antes a pressão chegar ao limite do casco, o alarme para o mergulho exatamente nessa profundidade (a até 0,05% do limite ainda conta como seguro). Dentro do submarino o ar fica a 101 kPa, então uma janela só sente ρ·g·h. Uma profundidade de mergulho está certa se for segura com no máximo 2% de folga; qualquer outra previsão, dentro de 2%. Roda em tempo real.