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?
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.