Se um vento forte modificar a pressão do lado externo de uma janela de dimensões
fizer essa pressão cair em 1%, calcule a força que essa janela sentirá. (Assuma que a casa toda está fechada e que a pressão atmosférica é de
).
Escolha uma opção:
a.
b.
c.
d.
Passo 1
O enunciado pede que calculemos a força que a janela sentirá quando a pressão do lado externo cair em
. Dados fornecidos:
- Dimensões da janela:
. - Queda relativa de pressão externa:
(ou seja, em fração). - Pressão atmosférica dada:
. - A casa está fechada (logo a pressão interna permanece essencialmente a pressão atmosférica dada).
Passo 2
Entendendo o que causa a força sobre a janela: a força resultante sobre uma superfície plana é dada pela diferença de pressão entre os dois lados multiplicada pela área dessa superfície. A fórmula básica é
onde
é a força (em
),
é a diferença de pressão entre interno e externo (em
) e
é a área da janela (em
). Essa fórmula vem da definição de pressão: pressão é força por unidade de área, ou seja
, rearranjando para
.
Passo 3
Calculemos a queda absoluta de pressão externa (
). A queda é
de
, portanto
Façamos a conta:
(Explicando rápido:
.)
Passo 4
Calculemos a área da janela (
). Com as dimensões dadas:
Nada de mistério: área retangular é produto da largura pela altura.
Passo 5
Agora aplicamos a fórmula
. Substituindo os valores que encontramos:
Simplificando as unidades (
vezes
deixa
):
Passo 6
Interpretação e verificação de ordem de grandeza:
é aproximadamente a força exercida por um peso de cerca de
na superfície (pois
). Faz sentido físico: pequenas variações percentuais de pressão atmosférica podem gerar forças bastante grandes em janelas grandes. Isso reforça que nosso cálculo está coerente.
Passo 7
Comparando com as alternativas fornecidas, o valor obtido corresponde à alternativa (a).
Resposta
a.