Questão 13
FUVEST 2019
(Fuvest 2019 – 1ª fase)
Os grandes aviões comerciais voam em altitudes onde o ar é rarefeito e a pressão atmosférica é baixa. Devido a isso, eles têm o seu interior pressurizado em uma pressão igual à atmosférica na altitude de 2.000 m. A figura mostra o gráfico da pressão atmosférica em função da altitude.
A força, em N, a que fica submetida uma janela plana de vidro, de 20 x 30 cm² , na cabine de passageiros na altitude de 10.000 m, é, aproximadamente,
12.400
6.400
4.800
3.200
1.600
Gabarito:
3.200
Resolução:
A resultante sobre a janela é composta por duas forças,
e
, geradas pela pressão que o ar exerce interna e externamente, respectivamente.
Uma pressão , agindo sobre uma superfície de área
, exerce uma força
de magnitude
. Portanto, adotando como referencial positivo a direção de dentro para fora do avião, temos que:
,
onde e
são as pressões no interior e no exterior do avião, respectivamente, e
é igual à área da janela do avião.
Do enunciado, temos que e
, onde
e
são as pressões atmosféricas nas altitudes de 2.000 e 10.000 metros, respectivamente. Portanto,
Inspecionando o gráfico fornecido, percebemos que:
Portanto, como , temos que: