Determine a pressão exercida sobre um mergulhador a 20 m abaixo da superfície livre do mar. Considere uma pressão barométrica de 101 kPa e uma gravidade específica de 1,03 para a água do mar.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a pressão que age sobre um mergulhador que está a 20 metros debaixo d’água. Para isso, vamos usar conceitos de física ligados à pressão em fluidos. Vamos precisar considerar a pressão atmosférica (que é de 101 kPa) e a gravidade específica da água do mar, que aqui é 1,03. Vamos nessa!
Passo 2
Primeiro, é importante sacarmos que a pressão total que o mergulhador sente é a soma da pressão atmosférica com a pressão devido à coluna de água acima dele. A pressão devido à água pode ser calculada pela fórmula:
onde:
- $ \gamma $ é a gravidade específica da água,
- $ h $ é a profundidade em metros.
Passo 3
Aqui, a gravidade específica ($ \gamma
h $) é de 20 metros. Então, substituindo na fórmula:
Passo 4
Agora, somamos a pressão atmosférica com a pressão da água para encontrar a pressão total que o mergulhador sofre:
Resposta
A pressão exercida sobre o mergulhador a 20 metros abaixo da superfície do mar é de 121,6 kPa.