Enunciado
Física - Randall D. Knight - Termodinâmica Óptica- Ed: 2º - Capítulo 15.Exercícios e Problemas - Ex. 33
Os dois cilindros de 60 cm de diâmetro da FIGURA P15.33, fechados em uma das extremidades e abertos na outra, são unidos para formar um único cilindro, e depois o ar do interior é removido.
a. Quanta força a atmosfera exerce sobre a extremidade plana de cada cilindro?
b. Suponha que um cilindro seja aparafusado a um teto resistente. Quantos jogadores de futebol de 100 kg seriam necessários para se pendurarem ao cilindro inferior a fim de separar os dois cilindros?
Passo 1
a) Nesse primeiro item aqui, temos que achar a força que a atmosfera exerce sobre a extremidade plana de cada cilindro!
Pois muito bem! De início, vamos à algumas considerações!
Vamos assumir que no interior do cilindro só tenha vácuo. Isso nos garante que não vai haver pressão no seu interior e ele vai estar sujeito apenas à pressão externa, no caso, a pressão atmosférica!
Agora, lembra lá qual a fórmula da pressão agindo sobre uma superfície?
Pois muito bem! Ela é dada por...
Isolando a força...
Sabendo que a única pressão agindo aí é a pressão atmosférica, dada por...
E a nossa área é um círculo de raio !
Pra achar a força, basta substituir...
Passo 2
b) Pra esse segundo item aqui, a gente tem que calcular quantos jogadores de futebol de seriam necessários para se pendurarem ao cilindro inferior a fim de separar os dois cilindros?
Bom! Se cada jogar se pendurar, ele vai estar exercendo uma força igual ao seu peso...
Como a força mínima necessária para a separação é...
Que a gente calculou anteriormente!
Aplicando o equilíbrio de forças, onde é o número de jogadores...
Como tem que ser um número inteiro... Afinal, não existe jogadores e uns quebrados (rsrsrs)...
Pronto! Missão cumprida!
Resposta
a)
b)