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 1,2 m por 0,6 m, para empurrá-lo para fora? Considere a densidade da água do oceano 1025 kg / m^3
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 3000 m^2. b) A que pressão da água um mergulhador estaria submetido a essa profundidade? Expresse sua resposta em atmosferas. ( 1 atm=1,0 times 10^5 Pa, densidade da água do mar 1025 kg / m^3 ).

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
p1 = ρ⋅g⋅h = 1025,kg/m^3⋅9,8,m/s^2⋅100,m = 1,0045×10^6,Pa

Passo 4

A força que o alçapão sofre é F = p₁⋅A₁, ou seja
F = 1,0045×10^6,Pa ⋅ 0,72,m^2 = 7,23×10^5,N

Passo 5

Para o item 12(a), a pressão a 200 m é
p2 = ρ⋅g⋅h = 1025⋅9,8⋅200 = 2,009×10^6,Pa
O peso total da coluna de água sobre a área A₂=3000 m² é W = p₂⋅A₂,
W = 2,009×10^6,Pa ⋅ 3000,m^2 = 6,027×10^9,N

Passo 6

No item 12(b), convertemos essa pressão para atmosferas usando 1 atm = 1,0×10^5 Pa:
P (atm) = p21,0×10^5 = 2,009×10^61,0×10^5 = 20,09,atm approx 20,1,atm

Resposta

  1. F ≈ 7,23×10^5 N; 12(a) W ≈ 6,03×10^9 N; 12(b) P ≈ 20,1 atm.

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