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 1 cm^2.

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 1 cm^2. 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:
P = rho cdot g cdot h
Onde:
  • P é a pressão,
  • rho (rho) é a densidade da água,
  • g é a aceleração da gravidade,
  • h é a profundidade.

Passo 3

Vamos definir os valores:
  • A densidade da água ( rho) é aproximadamente 1000 kg/m^3.
  • A aceleração da gravidade ( g) é cerca de 9,81 m/s^2.
  • A profundidade ( h) é 5 m.

Passo 4

Substituindo esses valores na fórmula da pressão:
P = 1000 kg/m^3 times 9,81 m/s^2 times 5 m = 49,050 Pa
Então, a pressão exercida pela água a 5 metros de profundidade é de 49,050 Pascal.

Passo 5

Agora, para encontrar a força ( F) exercida no tímpano, usamos a relação entre força e pressão:
F = P times A
Onde:
  • F é a força,
  • P é a pressão,
  • A é a área.

Passo 6

A área do tímpano ( A) é de 1 cm^2. Precisamos converter para metros quadrados para manter as unidades consistentes:
1 cm^2 = 1 times 10^-4 m^2

Passo 7

Agora, multiplicamos a pressão pela área:
F = 49,050 Pa times 1 times 10^-4 m^2 = 4,905 N

Resposta

A força exercida no seu tímpano devido à água a 5 metros de profundidade é de aproximadamente 4,905 Newtons.

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