Submarino ou submergível é uma embarcação fechada e destinada a navegar abaixo da superfície da água. O primeiro submarino de combate a navegar foi criado por David Bushnell, norte-americano que desenvolveu o modelo Tartaruga, de 1775, utilizado sem êxito na Guerra de Independência, porém a ideia de uma embarcação capaz de operar embaixo da água remonta ao século XVI. A propulsão dos submarinos atuais pode ser diesel-elétrico, de menor autonomia, ou nuclear, que garante operações por tempo indefinido.
Considere um submarino que possui 110 m de comprimento e 10 m de diâmetro de casco. E ainda, possui uma parte superior lisa com área de 1100 m2. Dado: densidade da água do mar igual a 1024 kg/m3.
Considerando o contexto apresentado, assinale a alternativa que expresse a força total que atua no submarino quando está a uma profundidade de mergulho de 250 m.
Ed
ontem
Para calcular a força total que atua no submarino a uma profundidade de 250 m, precisamos considerar a pressão hidrostática que atua sobre ele. A pressão hidrostática (P) é dada pela fórmula: \[ P = \rho \cdot g \cdot h \] onde: - \( \rho \) é a densidade da água (1024 kg/m³), - \( g \) é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,81 m/s²), - \( h \) é a profundidade (250 m). Calculando a pressão: \[ P = 1024 \, \text{kg/m}^3 \cdot 9,81 \, \text{m/s}^2 \cdot 250 \, \text{m} \] \[ P = 1024 \cdot 9,81 \cdot 250 \] \[ P \approx 2.500.000 \, \text{Pa} \] (ou 2,5 MPa) Agora, para encontrar a força total (F) que atua no submarino, multiplicamos a pressão pela área da parte superior do submarino: \[ F = P \cdot A \] onde \( A \) é a área da parte superior (1100 m²). Calculando a força: \[ F = 2.500.000 \, \text{Pa} \cdot 1100 \, \text{m}^2 \] \[ F \approx 2.750.000.000 \, \text{N} \] (ou 2,75 bilhões de Newtons) Portanto, a força total que atua no submarino a uma profundidade de 250 m é aproximadamente 2,75 bilhões de Newtons. Se precisar de mais alguma coisa, é só avisar!