Os grandes aviões comerciais voam em altitudes onde o ar é rarefeito e a pressão atmosférica é baixa. Devido a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
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. [IMAGEM] 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, [FUVEST 2019 - Questão 13] FUVEST - 2019
- A) 12.400
- B) 6.400
- C) 4.800
- D) 3.200
- E) 1.600
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique as pressões que atuam sobre a janela. A pressão interna da cabine é igual à pressão atmosférica a 2.000 m, que a figura mostra ser de cerca de 0,8 atm, ou aproximadamente 8 x 10^4 Pa. A pressão externa, a 10.000 m, é de cerca de 0,26 atm, ou aproximadamente 2,6 x 10^4 Pa. Passo 2: Calcule a pressão efetiva sobre a janela. Como a janela separa o ar interno do ar externo, ela suporta a diferença entre as duas pressões: 8 x 10^4 - 2,6 x 10^4 = 5,4 x 10^4 Pa, aproximadamente. Passo 3: Converta a área para metros quadrados. 20 cm x 30 cm = 600 cm^2 = 0,06 m^2. Passo 4: Use a definição de pressão, p = F / A, ou seja, F = p x A. Assim, F = 5,4 x 10^4 x 0,06 = 3.240 N, valor aproximado de 3.200 N, que corresponde à alternativa D. Passo 5: Por que as outras estão erradas. A (12.400) é cerca de quatro vezes maior que o valor correto, o que indica erro de unidades ou de ordem de grandeza na conversão. B (6.400) resulta de somar as pressões em vez de subtraí-las. C (4.800) corresponde a multiplicar apenas a pressão interna pela área, ignorando a pressão externa. E (1.600) corresponde a multiplicar apenas a pressão externa, a 10.000 m, pela área, desconsiderando a pressão interna.
💡 Dica: Use o gráfico para determinar as pressões e calcule a força pela diferença de pressão multiplicada pela área.
Alternativa por alternativa
Provavelmente o aluno errou a conversão de unidades da área ou misturou cm^2 com m^2, o que levou a um valor cerca de quatro vezes maior que o correto.
Por que engana: Calcular a força usando a pressão ao nível do mar em vez da pressão na altitude correta.
O aluno somou as pressões interna e externa em vez de subtraí-las, achando que a janela sofre a soma das pressões dos dois lados.
O aluno usou apenas a pressão interna da cabine (cerca de 8 x 10^4 Pa) e multiplicou pela área, esquecendo que o ar externo também empurra a janela.
CORRETA. 3.200 é a altitude correspondente à pressão interna do avião.
O aluno considerou apenas a pressão externa a 10.000 m e multiplicou pela área, ignorando a pressão interna pressurizada da cabine.
Raio-X da questão
pressão atmosférica, força, área
avaliacao
pressão atmosférica · força e área
Revisar cálculo de força a partir da pressão e área, e interpretação de gráficos de pressão atmosférica.
Calcular a força usando a pressão ao nível do mar em vez da pressão na altitude correta.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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