A janela de un escritório possui
por
. Como resultado da passagem de um vendaval, a pressão externa cai para
, porém, no interior do escritório, a pressão é mantida a 1,00 atm. Qual é o valor da força resultante que empurra a janela para fora?
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos uma janela com dimensões de 4,45 metros por 2,10 metros em um escritório. Durante um vendaval, a pressão do ar do lado de fora cai para 0,962 atm, enquanto a pressão dentro do escritório permanece em 1,00 atm. A pergunta é: qual é a força resultante que está empurrando a janela para fora?
Para resolver isso, vamos usar conceitos de Pressão e Força. Precisamos calcular a diferença de pressão entre o interior e o exterior da janela e, em seguida, usar essa diferença para determinar a força que a janela está sofrendo.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a área da janela. A fórmula para a área retangular é:
Substituindo os valores:
Passo 3
Agora, precisamos determinar a diferença de pressão entre o interior e o exterior da janela. A pressão dentro do escritório é de 1,00 atm e do lado de fora é de 0,962 atm. A diferença de pressão (
) é:
Passo 4
Para calcular a força, precisamos que as unidades estejam consistentes. Vamos converter a pressão de atmosferas (atm) para pascals (Pa), já que
.
Passo 5
Agora, usamos a fórmula que relaciona força (
), pressão (
) e área (
):
Substituindo os valores que já calculamos:
Resposta
A força resultante que empurra a janela para fora é aproximadamente 36.002 N.