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 .

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