Calcule em atm a pressão a que um submarino fica sujeito quando baixa a uma profundidade de 100 metros. Para a água do mar adote que a densidade vale 1000 kg/m^3
    a) 10 atm
    b) 11 atm
    c) 12 atm
    d) 13 atm
    e) 14 atm

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcular a pressão que um submarino sente quando está a 100 metros de profundidade na água do mar. Para isso, vamos usar conceitos de física relacionados à pressão em fluidos. Vamos precisar saber a densidade da água do mar, que já foi dada como 1000 kg/m³, a aceleração da gravidade e entender como calcular a pressão total a uma certa profundidade.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a pressão total que o submarino sente é a soma da pressão atmosférica (aquela que sentimos na superfície) mais a pressão exercida pela coluna de água acima dele. A fórmula para isso é:
Ptotal = Patm + rho cdot g cdot h
Onde:
  • $ P_{total} $ é a pressão total a profundidade $ h $.
  • $ P_{atm} $ é a pressão atmosférica na superfície, que é aproximadamente 1 atm.
  • $ \rho $ é a densidade da água do mar, que é 1000 kg/m³.
  • $ g $ é a aceleração da gravidade, que vamos considerar como 9,81 m/s².
  • $ h $ é a profundidade, que no caso é 100 metros.

Passo 3

Vamos calcular a pressão exercida pela água. Substituindo os valores na fórmula:
rho cdot g cdot h = 1000 , kg/m^3 times 9,81 , m/s^2 times 100 , m
rho cdot g cdot h = 1000 times 9,81 times 100
rho cdot g cdot h = 981000 , Pa
Pa é Pascal, a unidade de pressão no Sistema Internacional.

Passo 4

Agora, vamos somar a pressão atmosférica. Sabemos que 1 atm equivale a 101325 Pa. Então:
Ptotal = 1 , atm + 981000 , Pa101325 , Pa/atm
Ptotal = 1 , atm + 9,68 , atm

Passo 5

Somando as pressões:
Ptotal = 10,68 , atm
Arredondando para um número inteiro, temos aproximadamente 11 atm.

Resposta

A resposta correta é a letra b) 11 atm.

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