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14.1: Prelúdio da Mecânica dos Fluidos

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    Imagine-se caminhando por uma praia na costa leste dos Estados Unidos. O ar cheira a sal marinho e o sol aquece seu corpo. De repente, um alerta aparece no seu celular. Uma depressão tropical se transformou em um furacão. A pressão atmosférica caiu para quase 15% abaixo da média. Como resultado, os meteorologistas esperam chuvas torrenciais, ventos superiores a 100 mph e milhões de dólares em danos. Enquanto você se prepara para evacuar, você se pergunta: como uma queda tão pequena na pressão pode levar a uma mudança tão severa no clima?

    A figura à esquerda é um mapa de pressão do furacão Arthur viajando pela costa leste. O centro de baixa pressão é indicado como o ponto azul. A figura à direita é uma foto de satélite do furacão Arthur viajando pela costa leste dos Estados Unidos.
    Figura\(\PageIndex{1}\): Este mapa de pressão (à esquerda) e a foto de satélite (à direita) foram usados para modelar o caminho e o impacto do furacão Arthur enquanto ele percorria a costa leste dos Estados Unidos em julho de 2014. Os modelos de computador usam equações de força e energia para prever padrões climáticos em desenvolvimento. Os cientistas integram numericamente essas equações dependentes do tempo, junto com os orçamentos de energia da energia solar de ondas longas e curtas, para modelar mudanças na atmosfera. O mapa de pressão à esquerda foi criado usando o Modelo de Pesquisa e Previsão Meteorológica projetado no National Center for Atmospheric Research. As cores representam a altura da superfície de pressão de 850 mbar. (crédito à esquerda: modificação do trabalho do National Center for Atmospheric Research; crédito à direita: modificação do trabalho pela Divisão de Meteorologia Marinha da NRL Monterey, The National Oceanic and Atmospheric Administration)

    A pressão é um fenômeno físico responsável por muito mais do que apenas o clima. Mudanças na pressão fazem com que os ouvidos “estourem” durante a decolagem em um avião. Mudanças na pressão também podem fazer com que os mergulhadores sofram um distúrbio às vezes fatal conhecido como “curvas”, que ocorre quando o nitrogênio dissolvido na água do corpo em profundidades extremas retorna ao estado gasoso no corpo à medida que o mergulhador chega à superfície. A pressão está no cerne do fenômeno chamado flutuabilidade, que faz com que os balões de ar quente subam e os navios flutuem. Antes de entendermos completamente o papel que a pressão desempenha nesses fenômenos, precisamos discutir os estados da matéria e o conceito de densidade.