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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 14.Exercício - Ex. 19

Um lago no extremo norte do Yukon está oberto por uma camada de gelo de 1,75m de espessura. Calcule a pressão absoluta e a pressão manométrica a uma profundidade de 2,50m no lago.

Passo 1

Supondo que a pressão na superfície superior do gelo seja p 0 = 1,013 × 10 5 P a .

A pressão na superfície da água é aumentada de p 0 pelo ρ g e l o g h g e l o e depois aumenta ainda mais com a profundidade da água.

Passo 2

A desindade do gelo é de

ρ g e l o = 0,92 × 10 3 k g / m 3

E a densidade da agua é de

ρ a g u a = 1,00 × 10 3 k g / m 3

Passo 3

Então, temos que

p - p 0 = ρ g e l o g h g e l o + ρ a g u a g h a g u a

p - p 0 = ( 0,92 × 10 3 k g / m 3 ) ( 9,80 m / s 2 ) ( 1,75 m ) + ( 1,00 × 10 3 k g / m 3 ) ( 9,80 m / s 2 ) ( 2,50 m )

Isso implica que

p - p 0 = 4,03 × 10 4   P a

E então, calculamos que

p = p 0 + 4,03 × 10 4   P a = 1,42 × 10 5   P a

A pressão do manômetro na superfície da água deve ser suficiente para aplicar uma força ascendente em um seção de gelo igual ao peso dessa seção.

Resposta

1,42 × 10 5   P a

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