Enunciado
Física - Randall D. Knight - Termodinâmica Óptica- Ed: 2º - Capítulo 15.Exercícios e Problemas - Ex. 10
Uma tampa circular de de diâmetro é colocada sobre um buraco de de diâmetro que leva a uma câmara parcialmente evacuada. A pressão na câmara é de . Quanta força é necessária para remover a tampa do lugar?
Passo 1
E aí meus queridos!
Temos os seguintes dados mais importantes...
Bom! O objetivo aqui dessa questão é encontrar a força necessária para remover a tampa do lugar...
Por isso, como de costume vamo começar fazendo um esboço do nosso problema, pra entender melhor o nosso problema...
Como podemos ver aí em cima, o buraco tem um raio de . Fora dessa parte, a pressão atmosférica pressiona em ambos os lados nas extremidades, de modo que as forças se cancelam.
Assim, apenas a abertura de cm de diâmetro dentro do selo é relevante, não a abertura de correspondente ao diâmetro da tampa.
Passo 2
Agora se liga!
A fórmula da pressão de um fluido agindo sobre uma determinada área, é dada por...
Isolando ...
Podemos obter a força agindo do lado direito daquela abertura, dada pelo produto da pressão atmosférica pela área da tampa...
E também a força agindo do lado esquerdo daquela abertura, dada pelo produto da pressão do gás na câmera pela área da tampa...
Como podemos ver aí, a força empurrando a tampa para a direita é bem maior do que aquela empurrando a tampa para a esquerda.
Logo, pra remover a tampa do lugar será necessária uma força para a esquerda que seja superior a diferença abaixo...
Prontoooo! Terminamos aqui! Até a próxima!