Membros da tripulação tentam escapar de um submarino danificado, 100 m abaixo da superfície. Que força eles têm de aplicar no alçapão, de 1,2 m por 0,60 m, para empurrá-lo para fora? Considere a densidade da água do oceano
.
Resposta:
.
Resposta:
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. A gente precisa descobrir qual a força que os membros da tripulação devem aplicar para empurrar o alçapão de um submarino danificado que está 100 metros abaixo da superfície da água. O alçapão tem dimensões de 1,2 metros por 0,60 metros. Vamos usar conceitos de pressão e força na física para resolver isso.
Passo 2
Para calcular a força necessária, precisamos primeiro encontrar a área do alçapão. A área (A) de um retângulo é dada por:
Então, substituindo os valores:
Passo 3
Agora, vamos calcular a pressão da água a 100 metros de profundidade. A pressão § embaixo d’água é dada pela fórmula:
Onde:
-
é a densidade da água (1025 kg/m³), -
é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,81 m/s²), -
é a profundidade (100 m).
Substituindo os valores:
Passo 4
Com a pressão calculada e a área do alçapão, podemos agora encontrar a força (F) necessária para empurrar o alçapão para fora usando a relação:
Substituindo os valores:
Resposta
A força que os membros da tripulação precisam aplicar no alçapão é de aproximadamente
.
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