Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 14.1 - Ex. 2
Um recipiente hermeticamente fechado e parcialmente evacuado tem uma tampa com uma área de e massa desprezível. Se a força necessária para remover a tempa é e a pressão atmosférica é Pa, qual é a pressão do ar no interior do recipiente?
Passo 1
Belezoca galerinha bonita, primeiro de tudo a gente precisa identificar as forças atuantes sobre a tampa do recipiente, segundo o diagrama de corpo livre indicado na figura (note que a massa da tampa é considerada como desprezível!).
Belezera, agora que a gente tem uma ideia de como o recipiente está condicionado, podemos começar as trabalhos rsrs...
Passo 2
Iradoso, então quando multiplicamos a pressão pela área superficial sobre a qual ela atua, temos como resultado o módulo da força normal a que está sujeita essa superfície, tal que:
Assim, sendo a força resultante do produto entre a pressão externa e a área da tampa e o produto entre essa área e a pressão no interior do recipiente, é bem verdade que a abertura da tampa por um agente externo só se faz possível quando a força aplicada por ele supera a diferença entre esssa forças:
Passo 3
Então saca só, porque a malandragem agora é a gente perceber que a tampa só poderá ser levantada quando a força externa aplicada for, no mínimo igual a:
Assim, sendo , e as pressões externa e interna e a área da tampa respectivamente, temos que:
Passando para
O que nos leva à resposta:
