Para o porão de uma casa nova, um buraco é cavado no chão, com os lados verticais descendo 2,40 m. Uma parede de fundação de concreto é construída em toda a extensão de 9,60 m de largura da escavação. Essa parede de fundação tem 0,183 m de distância da parte da frente do buraco do porão. Durante uma tempestade, a drenagem da rua enche o espaço em frente do
muro de cimento, mas não o porão por trás da parede. A água não penetra no solo argiloso. Encontre a força que a água faz na parede da fundação. Para comparação, o peso da água é dado por.
Passo 1
Fala aí! Para calcular a força exercida pela água sobre a parede temos um empecilho, porque, como sabemos, a pressão da água muda conforme a profundidade, ou seja, temos que considerar todas as profundidades possíveis!
Mas, relaxa, existe um jeito mais prático de fazer isso. Se liga, sabemos que a pressão varia linearmente com a profundidade, portanto, a pressão média () exercida pela água sobre a parede é a média daquela no topo e da pressão no fundo:
A pressão no topo é igual a zero, né? E a no fundo é calculada pelo produto da densidade, da gravidade e da profundidade, ou altura (). Então:
Passo 2
Agora, não confunda, essa é a pressão sobre a parede, nós queremos a força. Lembre que a pressão é dada pela força dividida pela área:
Então, a força aqui será:
Considerando as dimensões e o formato retangular da parede, sua área será a área de um retângulo. Portanto:
Então: