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Solucionário completo

Exercícios Resolvidos de Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick

Enunciado

Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick - 14.2 - 8

(Embolia gasosa em viagens de avião) Os mergulhadores são aconselhados a não viajar de avião nas primeiras 24 horas após um mergulho, porque o ar pressurizado usado durante o mergulho pode introduzir nitrogênio na corrente sangüínea. Uma redução súbita da pressão do ar (como a que acontece quando um avião decola) pode fazer com que o nitrogênio forme bolhas no sangue, que podem produzir embolias dolorosas ou mesmo fatais. Qual é a variação de pressão experimentada por um soldado da divisão de operações especiais que mergulha a 20   m de profundidade em um dia e salta de pára-quedas de uma altitude de 7,6   k m   no dia seguinte? Suponha que a massa específica média do ar nessa faixa de altitudes é 0,87   k g / m ³

Passo 1

Precisamos calcular as pressões manométricas em cada uma das duas situações abaixo, sabendo que p m a n o m é t r i c a = ρ × g × h .

Situação 1: a 20   m de profundidade;

Situação 2: a 7,6   k m de altitude.

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Passo 2

No primeiro caso, em que ρ á g u a , g e h são, respectivamente, a densidade da água, a aceleração da gravidade e a altura do fluido em relação ao mergulhador, temos:

p m a n o m é t r i c a = ρ á g u a × g × h

p m a n o m é t r i c a = 1000 k g m 3 × 9,8 m s 2 × 20   m ≅ 2 × 10 5   P a  

Passo 3

Na outra situação, a uma altitude h = 7,6   k m , temos:

p m a n o m é t r i c a = ρ a r × g × h

p m a n o m é t r i c a = 0,87 k g m 3 × 9,8 m s 2 × 7600   m ≅ 6,48 × 10 4   P a

Passo 4

Por fim, para calcularmos a variação de pressão experimentada por um soldado mergulhador e paraquedista, basta subtrairmos os dois valores encontrados anteriormente:

Δ p ≅ 2 × 10 5   P a - 6,48 × 10 4 P a ≅ 1,4 × 10 5   P a    

Resposta

1,4 × 10 5   P a    

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