Estime a força exercida no seu tímpano devido somente à água acima de rocê quando estiver nadando no fundo de uma piscina de 5 m de profundidade. Considere a área do seu timpano como sendo
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício de física que pede para estimar a força que a água exerce no nosso tímpano quando estamos nadando no fundo de uma piscina com 5 metros de profundidade. A área do nosso tímpano é de
. A gente vai usar conceitos de pressão hidrostática e força para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender a pressão exercida pela água a uma certa profundidade. A pressão hidrostática é dada pela fórmula:
Onde:
-
é a pressão, -
(rho) é a densidade da água, -
é a aceleração da gravidade, -
é a profundidade.
Passo 3
Vamos definir os valores:
- A densidade da água (
) é aproximadamente . - A aceleração da gravidade (
) é cerca de . - A profundidade (
) é .
Passo 4
Substituindo esses valores na fórmula da pressão:
Então, a pressão exercida pela água a 5 metros de profundidade é de
.
Passo 5
Agora, para encontrar a força (
) exercida no tímpano, usamos a relação entre força e pressão:
Onde:
-
é a força, -
é a pressão, -
é a área.
Passo 6
A área do tímpano (
) é de
. Precisamos converter para metros quadrados para manter as unidades consistentes:
Passo 7
Agora, multiplicamos a pressão pela área:
Resposta
A força exercida no seu tímpano devido à água a 5 metros de profundidade é de aproximadamente
.