Um conjunto cilindro-pistão, com área de seção transversal igual a 15   c m 2 contém um gás. Sabendo que a massa do pistão é 5   k g e que o conjunto está montado numa centrifuga que proporciona uma aceleração de 25   m / s 2 , calcule a pressão no gás. Admita que o valor da pressão atmosférica é o normal.

Passo 1

Oi pessoal, tudo certo? Vamos analisar essa questão!

Para resolver este problema temos que imaginar as pressões que estão atuando no nosso objeto de estudo.

Analisando o pistão, temos que uma pressão interna do cilindro faz uma força contraria a da pressão atmosférica e a força gerada a partir da aceleração pela centrifuga, logo:

P = P a t m + F A

A área da seção transversal do pistão é dada:

A = π 4 d 2 = π 4 200 ⋅ 10 - 3 2

A = 0,031416   m 2

Passo 2

A força devido a aceleração do corpo é dada pela segunda lei de Newton:

F = m a

F = 5   k g ⋅ 25   m / s 2

F = 125   N

Logo, a pressão interna do cilindro será:

P = 101 ⋅ 10 3   P a + 125   N 15 ⋅ 10 - 4   m 2

P = 101   k P a + 83,33   k P a

P = 184,3   k P a

Resposta

P = 184,3   k P a

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