Considere um avião comercial em vôo de cruzeiro. Sabendo que a pressão externa a uma janela de dimensões 0,30 m x 0,20 m é um quarto da pressão interna, que por sua vez é igual a 1 atm (105 N/m2):
a) indique a direção e o sentido da força sobre a janela em razão da diferença de pressão
b) calcule o seu módulo.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre forças em janelas de avião usando conceitos de pressão. A questão nos diz que a pressão interna é de 1 , atm = 10^5 , N/m^2 e que a pressão externa é um quarto dessa pressão. Precisamos descobrir a direção e o sentido da força na janela devido a essa diferença de pressão e calcular o módulo dessa força. Para isso, vamos usar conceitos básicos de pressão e força.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a diferença de pressão. A pressão interna Pinterno = 10^5 , N/m^2 e a pressão externa Pexterno = 14 Pinterno = 10^54 = 2.5 times 10^4 , N/m^2.

Passo 3

A força devido à pressão é calculada pela fórmula:
F = De
onde De é a diferença de pressão e A é a área sobre a qual a pressão atua.

Passo 4

Vamos calcular a área da janela:
A = largura times a

Passo 5

Agora, calculamos a diferença de pressão:
De

Passo 6

Aplicando a fórmula da força:
F = 7,5 times 10^4 , N/m^2 times 0,06 , m^2 = 4.500 , N

Resposta

a) A força resultante age para fora da janela, ou seja, empurra a janela para fora do avião devido à pressão interna maior.
b) O módulo da força sobre a janela é de 4.500 , N.

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