Uma janela de escritório tem 4,0 m de largura por 2,0 m de altura. Como resultado da passagem de uma tempestade, a pressão do ar do lado de fora do edifício cai para 0,97 atm, mas no interior do edifício permanece em 1,00 atm. Qual é o módulo da força que empurra a janela para fora por causa da diferença de pressão?

Passo 1

Vamos resumir o que o exercício está nos dizendo. Temos uma janela de escritório que mede 4,0 metros de largura e 2,0 metros de altura. Devido a uma tempestade, a pressão do ar fora do prédio cai para 0,97 atm, enquanto que a pressão dentro do prédio permanece em 1,00 atm. Nosso objetivo é descobrir qual é a força que está empurrando a janela para fora por causa dessa diferença de pressão. Para resolver isso, vamos precisar entender como a diferença de pressão gera uma força sobre uma área.

Passo 2

Primeiro, precisamos calcular a área da janela. A área ( A) de um retângulo é dada pela largura multiplicada pela altura:
A = largura times a²

Passo 3

Em seguida, vamos encontrar a diferença de pressão ( De) entre o interior e o exterior da janela. A diferença de pressão é a pressão interna menos a pressão externa:
De

Passo 4

Agora, vamos converter essa diferença de pressão de atmosferas para pascais, já que a unidade padrão de pressão no Sistema Internacional é o pascal (Pa). Sabemos que:
1, atm = 101325, Pa
Então,
De

Passo 5

Com a área e a diferença de pressão conhecidas, podemos calcular a força ( F) que está agindo sobre a janela usando a fórmula:
F = De
Substituindo os valores:
F = 3039,75, Pa times 8,0, m² = 24318, N ²

Resposta

A força que empurra a janela para fora devido à diferença de pressão é de aproximadamente 2,43 times 10^4 N.

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