Enunciado
Física - Hewitt - Física Conceitual- Ed: 12º - Capítulo 14.Pense e Explique - Ex. 51
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:
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:
E quando dobramos R:
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.