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Física

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275 (UFRJ) Considere um avião comercial em vôo de cruzeiro. Sabendo que a pressão externa a uma janela de dimensões 0,30 m × 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
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Estudo Através de Questões

há 11 meses

Respostas

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há 11 meses

Para resolver essa questão, vamos analisar as informações dadas. 1. Pressão interna (P₁): 1 atm = \(10^5 \, \text{N/m}^2\) 2. Pressão externa (P₂): Um quarto da pressão interna, ou seja: \[ P₂ = \frac{1}{4} \times P₁ = \frac{1}{4} \times 10^5 \, \text{N/m}^2 = 2,5 \times 10^4 \, \text{N/m}^2 \] ### a) Direção e sentido da força sobre a janela A força resultante sobre a janela é causada pela diferença de pressão entre o interior e o exterior do avião. Como a pressão interna é maior que a externa, a força resultante atua para fora, ou seja, a direção é perpendicular à superfície da janela e o sentido é para fora do avião. ### b) Cálculo do módulo da força A diferença de pressão (\(ΔP\)) é dada por: \[ ΔP = P₁ - P₂ = 10^5 \, \text{N/m}^2 - 2,5 \times 10^4 \, \text{N/m}^2 = 7,5 \times 10^4 \, \text{N/m}^2 \] A área da janela (A) é: \[ A = 0,30 \, \text{m} \times 0,20 \, \text{m} = 0,06 \, \text{m}^2 \] Agora, podemos calcular a força (F) usando a fórmula: \[ F = ΔP \times A \] Substituindo os valores: \[ F = 7,5 \times 10^4 \, \text{N/m}^2 \times 0,06 \, \text{m}^2 = 4500 \, \text{N} \] ### Resumo da resposta: a) A força atua para fora da janela. b) O módulo da força é 4500 N.

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