Uma janela de escritório tem
de largura por
de altura. Como resultado da passagem de uma tempestade, a pressão do ar do lado de fora do edifício cai para
, mas no interior do edifício permanece em
. Qual é o módulo da força que empurra a janela para fora por causa da diferença de pressão?
PENSE A diferença de pressåo entre os dois lados da janela faz com que a janela seja submetida a uma força.
FORMULE 0 ar do lado de dentro do escritório empurra a janela para fora com uma força dada por
, em que
é a pressio do lado de dentro do escritório, e Aé á área da janela. De igual modo, o ar do lado de fora empurra a janela para dentro com uma força dada por
, em que
é á a pressåo do lado de fora. 0 módulo da força resultante é
.
ANALISE Como
, a força resultante é
APRENDA A força a que a janela está submetida é zero quando a pressåo do lado de dentro do escritório é igual à pressăo do lado de fora.
PENSE A diferença de pressåo entre os dois lados da janela faz com que a janela seja submetida a uma força.
FORMULE 0 ar do lado de dentro do escritório empurra a janela para fora com uma força dada por
ANALISE Como
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente está lidando com força resultante devido à diferença de pressão em uma janela. Para resolver isso, precisamos entender como a pressão afeta a força e calcular a área da janela para usar na fórmula. Vamos precisar usar a fórmula da força baseada na pressão: $ F = (p_i - p_o) \times A $.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a área da janela. A largura é de
e a altura é de
. A área
é:
Passo 3
Agora, vamos entender as pressões envolvidas. A pressão interna
é
e a pressão externa
é
. A diferença de pressão é:
Passo 4
Precisamos converter a pressão de atm para Pascal (Pa), já que a unidade padrão de força no SI é o Newton (N) que usa Pascal para pressão. Sabemos que:
Então, a diferença de pressão em Pascal fica:
Passo 5
Agora, vamos aplicar a fórmula da força resultante:
Resposta
O módulo da força que empurra a janela para fora é aproximadamente
.