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 cm^2.

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 ( P = FA ) é definida como força ( F = P times A ) 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 ( De) 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 ( A = 0,6 , cm^2 = 0,6 times 10^-4 , m^2 = 6 times 10^-5 , m^2 ), que usa metros.
Sabendo que , temos:

Passo 5

Finalmente, aplicamos os valores na fórmula da força:
F = De
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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