Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 14º - Capítulo 14.Exercícios - Ex. 25
Explorando Vênus. A pressão na superfície de Vênus é de 92 atm, e a aceleração devida à gravidade lá é de 0,894g. Em uma futura missão de exploração ao planeta, um tanque cilíndrico vertical com benzeno é selado no topo, mas ainda está pressurizado a 92 atm logo acima do benzeno. O tanque tem um diâmetro de 1,72 m, e a coluna de benzeno tem 11,50 m de altura. Ignore quaisquer efeitos decorrentes da temperatura muito alta em Vênus. (a) Qual é a força total exercida sobre a superfície interior do fundo do tanque? (b) Que força a atmosfera do planeta exerce sobre a superfície externa do fundo do tanque? (c) Qual é a força total para o interior que a atmosfera exerce sobre as paredes verticais do tanque?
Passo 1
Fala galera, bora lá!
(a) Vamos começar calculando a pressão no fundo do tanque. Usaremos a fórmula da pressão dada a seguir:
Substituindo os valores numéricos na equação anterior.
Passo 2
Agora podemos calcular força total exercida pela superfície no interior do tanque usando a seguinte equação:
Substituindo os valores numéricos na equação anterior.
Passo 3
(b) Primeiro vamos calcular a pressão exercida pela atmosfera do planeta.
Agora podemos calcular a força exercida pela atmosfera sobre a superfície externa do fundo do tanque usando a seguinte relação.
Substituindo os valores numéricos na equação anterior.
Passo 4
Usando a pressão calculando no item (b) podemos calcular a força total que a atmosfera exerce sobre as paredes verticais do tanque.
Resposta
Concluímos que:
- A força total exercida sobre a superfície interior do fundo do tanque é .
- A força atmosfera do planeta exerce sobre a superfície externa do fundo do tanque é
- A força total para interior da atmosfera exerce sobre as paredes verticais do tanque é