Qual é a massa aproximada de uma coluna de ar com 1 cm² de área transversal que se estende até a atmosfera superior? Qual é o peso desta quantidade de ar?

Passo 1

Se liga, uma coluna que se estende até o topo da atmosfera tem aproximadamente 30 km. Com área transversal de 1 cm², podemos calcular o volume de ar:

v o l u m e = á r e a   t r a n s v e r s a l × a l t u r a

v o l u m e = 1   c m 2 × 30   k m = 10 - 4   m 2 × 30 ⋅ 10 3   m = 3   m 3

Passo 2

Beleza, agora já sabemos a quantidade de ar com que estamos trabalhando. Se a densidade do ar na coluna for igual à densidade do ar atmosférico, e considerando os efeitos redutores da densidade em altitudes muito elevadas, a massa da coluna de ar será:

d = m v → 0,33 = m 3 → m = 1   k g

Passo 3

Agora que temos a massa, podemos calcular o peso facilmente.

p = m g = 1 ⋅ 10 = 10   N

Resposta

m = 1   k g

p = 10   N

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