Durante um acidente, um carro com as janelas fechadas mergulha em um lago e afunda a uma profundidade de 8 m . O ocupante tenta abrir a porta, mas não consegue, mesmo que a porta não pareça estar danificada.
O que o ocupante do carro deve fazer para abrir a porta e sair do carro acidentado?

Passo 1

Ok, vamos lá! A questão fala sobre um acidente onde um carro com as janelas fechadas afunda até 8 metros de profundidade em um lago. O ocupante tenta abrir a porta, mas não consegue, mesmo que a porta pareça estar intacta. A matéria que vamos usar aqui é física, mais especificamente o estudo da hidrostática que trata das propriedades dos fluidos em repouso. Vamos precisar entender como a pressão da água atua sobre a porta do carro para descobrir como o ocupante pode abrir a porta e sair.

Passo 2

Primeiro, vamos entender por que a porta está difícil de abrir. Quando o carro está submerso, a água exerce pressão sobre todas as superfícies do carro, inclusive a porta. A pressão da água aumenta com a profundidade, o que torna mais difícil abrir a porta à medida que a profundidade aumenta.

Passo 3

Para calcular a pressão exercida pela água, usamos a fórmula da pressão hidrostática:
Onde:
  • é a pressão total;
  • é a pressão atmosférica;
  • é a densidade da água (aproximadamente 1000 kg/m³);
  • é a aceleração da gravidade (≈9,81 m/s²);
  • é a profundidade (8 metros).

Passo 4

Vamos calcular a pressão na profundidade de 8 metros:
Então, a pressão total na porta é de aproximadamente 179.805 Pascal.

Passo 5

Essa pressão elevada torna muito difícil abrir a porta, porque há uma grande força empurrando a porta para dentro. Para abrir a porta, o ocupante precisa equilibrar essa pressão. Ou seja, ele precisa reduzir a pressão do lado de fora ou aumentar a pressão do lado de dentro.

Passo 6

Uma maneira de fazer isso é aumentando a pressão dentro do carro. O ocupante pode tentar prender os respiradouros do carro ou criar uma pequena abertura que permita a entrada de ar. Com mais ar dentro do carro, a pressão interna aumenta, ajudando a igualar ou superar a pressão externa, facilitando a abertura da porta.

Resposta

O ocupante deve aumentar a pressão dentro do carro, por exemplo, vedando ou criando uma pequena abertura para permitir a entrada de ar, de modo a equilibrar a pressão externa exercida pela água a 8 metros de profundidade, facilitando a abertura da porta e permitindo sua saída.

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Substância
Calor específico
Cal/g.
Café
Gelo