Estime a força exercida no seu tímpano devido somente à agua acima de você stiver nadando no fundo de uma piscina de 5 m de profundidade. Considere a u tímpano como sendo
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício que pergunta qual é a força que a água exerce no seu tímpano quando você está nadando no fundo de uma piscina com 5 metros de profundidade. Vamos usar conceitos de pressão hidrostática e força. Para resolver, vamos precisar saber a profundidade da água, a densidade da água, a aceleração da gravidade e a área do tímpano.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender que a pressão exercida pela água aumenta com a profundidade. A fórmula para calcular a pressão hidrostática é:
Onde:
-
é a pressão, -
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 , - A profundidade (
) é .
Passo 4
Substituindo os valores na fórmula da pressão:
Passo 5
Agora que temos a pressão, podemos calcular a força usando a fórmula:
Onde:
-
é a força, -
é a pressão, -
é a área.
Passo 6
A área do tímpano (
) é
. Precisamos converter para metros quadrados:
Passo 7
Substituindo os valores na fórmula da força:
Resposta
A força exercida pela água no seu tímpano é de aproximadamente 4,905 newtons.