Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 14º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 31
O módulo de compressão para o osso é de . (a) Se uma mergulhadora em treinamento estiver vestindo um traje pressurizado, por quanto a pressão teria de ser elevada (em atmosferas) acima da pressão atmosférica, para comprimir seus ossos em de seu volume original? (b) Dado que a pressão no oceano aumenta em para cada metro de profundidade abaixo da superfície, a que profundidade essa mergulhadora teria de ir para que seus ossos fossem comprimidos em ? A compressão dos ossos seria um problema com o qual ela precisaria se preocupar ao mergulhar?
Passo 1
Oi pessoal, tudo certo? Vamos analisar essa questão!
Nos foi dito que módulo de compressão para o osso humano é de .
O item a) nos pede para analisar em quanto teríamos que aumentar a pressão, acima da pressão atmosférica, para comprimir os ossos em do volume original.
Podemos então utilizar a equação:
Onde:
Passo 2
Sabendo disso é só aplicar na fórmula os valores do enunciado. Lembrando que o osso tem que variar do valor do volume original, ou seja:
Ou:
Como está ocorrendo uma compressão esse valor fica negativo na nossa expressão.
Assim, teremos que:
A variação na pressão será:
Como a questão nos pediu essa variação na pressão em atmosferas, temos que converter de para .
Sabendo que:
Temos que:
Portanto a pressão deve ser elevada em .
Passo 3
O item b) quer saber quantos metros ela teria que mergulhar para que acontecesse a compressão dos ossos em do volume inicial.
Bom... como já respondemos o item anterior... Sabemos que a variação pressão necessária para comprimir do volume inicial dos ossos é de .
O exercício nos diz que a cada metro mergulhado, a pressão aumenta .
Então para obtermos a distância que gera a nossa variação de , é só fazer uma regra de três simples.
Ou:
Sendo essa a distância que se teria que mergulhar para obter uma variação de do volume inicial do osso.
O exercício ainda nos questiona se seria necessário a mergulhadora se preocupar com esse efeito de compressão na hora do mergulho.
Nós vimos que seria necessário mergulhar a uma profundidade gigantesca, de , para que houvesse uma compressão somente de , portanto, não seria necessário se preocupar com esse efeito.
Resposta
- , não sendo necessário se preocupar com o efeito de compressão que poderia ser considerado até como desprezível para uma profundidade tão grande.