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.
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Um pedaço de madeira
flutua em um líquido
. O volume total da madeira é 36
, calcule o volume de madeira que aparece acima da superfície do líquido.
Um pedaço de madeira
flutua em um líquido
. O volume total da madeira é 36
, calcule a massa do líquido deslocado;
Uma corrente é estabelecida num tubo de descarga a gás quando uma diferença de potencial suficientemente alta é aplicada entre os dois eletrodos no tubo. O gás se ioniza; os elétrons se movem em direção ao terminal positivo e os íons monovalentes positivos em direção ao terminal negativo. Quais são o módulo e o sentido da corrente num tubo de descarga de hidrogênio em que
elétrons e
prótons passam através da seção transversal do tubo a cada segundo?
Resp.: 0,67A, na direção do terminal negativo.
Resp.: 0,67A, na direção do terminal negativo.
(a) A densidade de corrente através de um condutor cilíndrico, de raio
, varia de acordo com a equação
em que
é a distância ao eixo central. Assim, a densidade de corrente tem um máximo
no eixo,
e decresce linearmente até zero na superfície,
. Calcular a corrente em termos de
e da área
da seção transversal do condutor. (b) Suponha que, pelo contrário, a densidade de corrente tenha um máximo
na superfície do cilindro e decresça linearmente até zero no eixo, de modo que
calcular a corrente.
Resp.: (a) ; (b)
.
Resp.: (a)