Enunciado

O pino de um válvula de pneu deve exercer uma certa força sobre o ar no interior, a fim de impedi-lo de escapar. Se o diâmetro do pino da válvula fosse dobrado, em quanto aumentará a força exercida pelo pino?

Passo 1

Meu jovem, concorda comigo que a força exercida pelo ar sobre o pino é:

P = F A → F = P × A

E a força que o pino exerce sobre o ar dentro do pneu deve ser igual a isso, para uma compensar a outra. Agora, dá só uma olhada no que acontece se dobrarmos o diâmetro do pino:

Repare que dobramos o raio dessa forma que parece um cilindro, o que vai acontecer com aquela área da base circular ali? A área de um círculo é:

A = π R 2

E quando dobramos R:

A ' = π 2 R 2 = 4 π R 2

Passo 2

Quer dizer que se dobrarmos o raio, a área quadruplica. Consequentemente, daquela relação que estabelecemos lá no começo, para uma mesma pressão, a força também quadruplica.

Resposta

A força aumentará em quatro vezes.

Ver Outros Exercícios desse livro