Uma força de intensidade 10 N, isto é, aproximadamente o peso de uma massa 1,0 kg, é aplicada sobre uma superfície plana de área 10 cm². Determinar a pressão sobre essa superfície quando: (Considerar 1 atm = 1,0 · 10^5 Pa e dar as respostas em Pa.)

A pressão exercida sobre a superfície é dada pela componente normal da força dividida pela área:

$P = \frac{F_\perp}{A}$

Dados:

• Força: $F=10\,\text{N}$
• Área: $10\,\text{cm}^2 = 10\times 10^{-4}\,\text{m}^2 = 10^{-3}\,\text{m}^2$

A componente normal vale $F_\perp = F\cos\theta$, onde $\theta$ é o ângulo entre a força e a normal.

a) Força normal à superfície Aqui $\theta=0^\circ$.

$F_\perp = 10\cos 0^\circ = 10\,\text{N}$

$P = \frac{10}{10^{-3}} = 10^4\,\text{Pa}$

b) Força faz 60° com a normal Aqui $\theta=60^\circ$.

$F_\perp = 10\cos 60^\circ = 10\cdot 0{,}5 = 5\,\text{N}$

$P = \frac{5}{10^{-3}} = 5\times 10^3\,\text{Pa}$

c) Força faz 90° com a normal Aqui $\theta=90^\circ$ (força paralela à superfície).

$F_\perp = 10\cos 90^\circ = 0$

$P = 0\,\text{Pa}$

Assim, o maior valor de pressão ocorre no caso (a), quando toda a força é normal à superfície.