Questão fbf623dc-3b
Prova:USP 2014
Disciplina:Física
Assunto:Estática e Hidrostática, Pressão
Para impedir que a pressão interna de uma panela de pressão ultrapasse um certo valor, em sua tampa há um dispositivo formado por um pino acoplado a um tubo cilíndrico, como esquematizado na figura ao lado.Enquanto a força resultante sobre opino for dirigida para baixo, a panela está perfeitamente vedada. Considere o diâmetro interno do tubo cilíndrico igual a 4 mm e a massa do pino igual a 48 g.Na situação em que apenas a força gravitacional, a pressão atmosférica e a exercida pelos gases na panela atuam no pino, a pressão absoluta máxima no interior da panela é
Note e adote:
π = 3
1 atm = 105 N/m2
aceleração local da gravidade = 10 m/s2
Para impedir que a pressão interna de uma panela de pressão ultrapasse um certo valor, em sua tampa há um dispositivo formado por um pino acoplado a um tubo cilíndrico, como esquematizado na figura ao lado.Enquanto a força resultante sobre opino for dirigida para baixo, a panela está perfeitamente vedada. Considere o diâmetro interno do tubo cilíndrico igual a 4 mm e a massa do pino igual a 48 g.Na situação em que apenas a força gravitacional, a pressão atmosférica e a exercida pelos gases na panela atuam no pino, a pressão absoluta máxima no interior da panela é
Note e adote:
π = 3
1 atm = 105 N/m2
aceleração local da gravidade = 10 m/s2
A
1,1 atm
B
1,2 atm
C
1,4 atm
D
1,8 atm
E
2,2 atm
Gabarito comentado
Gabriel RampiniEngenheiro, Auditor, Oficial do Exército. Especialista em Gestão Pública e Mestre em Engenharia de Produção (USP).
De acordo com o enunciado, tem-se:
a) força F exercida sobre o pino:
Patm = 105 N/m²
F = ?
área = ПR² = 12 . 10-6 m²
Patm = F/área
F = 105 . 12 . 10-6 = 12 . 10-1 N
b) peso P do pino:
m = 48g = 48 . 10-3 kg
g = 10m/s²
P = mg
P = 48 . 10-2 N
c) força normal N exercida sobre o pino pelo tubo
N = 0
d) força F1 exercida sobre o pino pelos gases
F + P = N + F1
12 . 10-1 + 48 . 10-2 = 0 + F1
F1 = 16,8 . 10-1 N
Concluindo, a pressão do gás (PG) é:
PG = F1 / área = 16,8 . 10-1 / 12 . 10-6 = 1,4 . 105 N/m² = 1,4 atm
Resposta C)
a) força F exercida sobre o pino:
Patm = 105 N/m²
F = ?
área = ПR² = 12 . 10-6 m²
Patm = F/área
F = 105 . 12 . 10-6 = 12 . 10-1 N
b) peso P do pino:
m = 48g = 48 . 10-3 kg
g = 10m/s²
P = mg
P = 48 . 10-2 N
c) força normal N exercida sobre o pino pelo tubo
N = 0
d) força F1 exercida sobre o pino pelos gases
F + P = N + F1
12 . 10-1 + 48 . 10-2 = 0 + F1
F1 = 16,8 . 10-1 N
Concluindo, a pressão do gás (PG) é:
PG = F1 / área = 16,8 . 10-1 / 12 . 10-6 = 1,4 . 105 N/m² = 1,4 atm
Resposta C)
