Algumas pessoas, ao usarem elevadores, experimentam problemas nos ouvidos em virtude de mudanças de pressão. Se a pressão interna do tímpano não mudar durante a subida, então a diminuição na pressão externa causará o aparecimento de uma força direcionada para fora do tímpano. A partir dessas informações, determine a força exercida sobre o tímpano, nessas condições, considerando que ele possui área de 0,6
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre como mudanças de pressão afetam o nosso ouvido quando usamos o elevador. O enunciado nos dá a área do tímpano, que é de 0,6 cm², e pede para determinarmos a força que age sobre ele quando a pressão externa diminui durante a subida do elevador. Para resolver isso, vamos precisar entender a relação entre pressão, força e área.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que pressão (
) é definida como força (
) dividida pela área (
) na qual essa força está atuando. A fórmula é:
Queremos encontrar a força, então vamos rearranjar a fórmula para:
Passo 3
No contexto do problema, a pressão que estamos interessados é a diferença entre a pressão interna do tímpano (
) e a pressão externa (
) que diminui durante a subida do elevador. Então, a diferença de pressão (
) é:
Essa diferença de pressão é o que vai causar a força no tímpano.
Passo 4
Agora, vamos calcular a força usando a fórmula que rearranjamos. Mas antes, precisamos converter a ��rea do tímpano de centímetros quadrados para metros quadrados, porque a unidade padrão de pressão é Pascal (
), que usa metros.
Sabendo que
, temos:
Passo 5
Finalmente, aplicamos os valores na fórmula da força:
Então, a força exercida sobre o tímpano é igual à diferença de pressão multiplicada pela área do tímpano.
Resposta
A força exercida sobre o tímpano é
, onde
é a diferença de pressão.