11- Membros da tripulação tentam escapar de um submarino danificado a 100 m abaixo da superfície. Que força eles têm que aplicar no alçapão de
por
, para empurrá-lo para fora? Considere a densidade da água do oceano
12-a) Encontre o peso total da água em cima de um submarino nuclear a uma profundidade de 200 m supondo que seu casco tem área de
. b) A que pressão da água um mergulhador estaria submetido a essa profundidade? Expresse sua resposta em atmosferas. (
, densidade da água do mar
).
Passo 1
O enunciado trata de pressões em fluidos (hidrostática). No item 11 vamos calcular a força que o alçapão sofre a 100 m de profundidade e, no item 12, o peso total da água sobre um casco a 200 m e a pressão correspondente em atmosferas. Vamos precisar da densidade da água do mar (ρ=1025 kg/m³) e da aceleração da gravidade (g=9,8 m/s²).
Passo 2
Calculamos a área do alçapão: A₁ = 1,2 m × 0,6 m = 0,72 m².
Passo 3
A pressão hidrostática a 100 m é dada por
Passo 4
A força que o alçapão sofre é F = p₁⋅A₁, ou seja
Passo 5
Para o item 12(a), a pressão a 200 m é
O peso total da coluna de água sobre a área A₂=3000 m² é W = p₂⋅A₂,
Passo 6
No item 12(b), convertemos essa pressão para atmosferas usando 1 atm = 1,0×10^5 Pa:
Resposta
- F ≈ 7,23×10^5 N; 12(a) W ≈ 6,03×10^9 N; 12(b) P ≈ 20,1 atm.