Estime a força exercida no seu tímpano devido somente à agua acima de vociquando estiver nadando no fundo de seu timpano devidu piscina de 5 m de profundidade. Considere a imad do seu tímpano como sendo
.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que o exercício está pedindo. A gente precisa calcular a força que a água exerce no nosso tímpano quando estamos nadando no fundo de uma piscina com 5 metros de profundidade. Para isso, vamos usar conceitos de pressão e força. Precisamos saber a profundidade da água, a área do nosso tímpano e entender como a pressão da água varia com a profundidade.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a pressão exercida pela água aumenta com a profundidade. A fórmula para calcular a pressão da água é:
Onde:
-
é a pressão, -
é a densidade da água, -
é a aceleração da gravidade, -
é a profundidade.
Vamos precisar converter a área do tímpano de centímetros quadrados para metros quadrados para manter as unidades consistentes.
Passo 3
Vamos converter a área do tímpano de
para metros quadrados. Sabemos que:
Então, a área
é:
Passo 4
Agora, vamos calcular a pressão exercida pela água a uma profundidade de 5 metros. A densidade da água (
) é aproximadamente
e a aceleração da gravidade (
) é
. Substituindo na fórmula:
Passo 5
Com a pressão calculada, podemos encontrar a força exercida no tímpano usando a fórmula da força:
Onde
é a força,
é a pressão e
é a área. Substituindo os valores:
Resposta
A força exercida no seu tímpano devido à água a uma profundidade de 5 metros é de 4,9 Newtons.