Enunciado

Qual é a massa total da atmosfera da Terra?

Passo 1

Questãozinha mais maluca essa, hein!

Mas calma que vai da pra gente fazer ela numa nice! E o produtor vai explicar como!

De início, vamos assumir que a terra é uma esfera. E seu raio é dado por...

r ≈ 6,37 ⋅ 10 6   m

Bom! Toda massa terrestre vai estar sujeita à pressão atmosférica, como podemos ver na figura abaixo...

E essa pressão vale...

P a t m = 1,013 ⋅ 10 5   P a

Ou também 1,013 ⋅ 10 5   N / m 2 . Ou seja, em cada metro quadrado, temos uma força F agindo igual à...

F = 1,013 ⋅ 10 5   N

E uma vez que a gravidade terrestre é de 9,80   m / s 2 . É como se tivesse uma massa m por m 2 pressionando a terra. Essa massa dá pra gente obter...

m = F g

m = 1,013 ⋅ 10 5   N 9,8

m = 10340   k g

Como é em unidades por m 2 :

m = 10340   k g / m 2

Passo 2

Agora, pra achar a massa total m t o t a l , é só multiplicar m pela área da Terra.

Considerando a terra como uma esfera, sua área é dada por 4 π r 2 .

Assim, ficamos com...

m t o t a l = 4 π r 2 m

m t o t a l = 4 π ⋅ 6,27 ⋅ 10 6   2 ⋅ ( 10340   k g / m 2 )

m t o t a l = 5,27 ⋅ 10 18   k g

Resposta

m t o t a l = 5,27 ⋅ 10 18   k g

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