(AFA - 2001) Mergulhador

por ALDRIN Dom 06 Dez 2009, 20:21

Um mergulhador encontra-se em repouso no fundo do mar a uma profundidade de 10 m. A massa total do mergulhador, incluindo equipamentos e acessórios é de 100 kg. Num determinado instante, percebendo a presença de um tubarão, ele resolve subir rapidamente. Para obter uma aceleração inicial, o mergulhador enche um balão dos seus acessórios com todo o ar comprimido existente em um de seus tubos de oxigênio.
Considere o volume do tubo equivalente a 20% do volume total (mergulhador - equipamentos - acessórios) e que o ar comprimido se comporte como um gás ideal, estando dentro do tubo a uma pressão de 5 x 10⁵ N/m². Ao passar instantaneamente do tubo para o balão, sem sofrer alteração na sua temperatura, o ar fará com que o mergulhador sofra uma aceleração, em m/s², de

a) 2.
b) 3.
c) 4.
d) 5.

Spoiler:

por **Elcioschin** Seg 25 Jan 2010, 14:32

Antes o mergulhador estava em equilíbrio ----> Empuxo = peso ---->

Vm*u*g = m*g ---> Vm*u = 100 ----> Equação I

Pressão da água no fundo do mar ----> Ph ~= 2*10^5 N/m² (pressão atmosférica + pressão da coluna dágua)

Pa*Vc = Ph*Vb ----> (5*10^5)*(0,2*Vm) = (2*10^5)*Vb ----> Vb = 0,5*Vm

Empuxo no balão ----> Eb = Vb*u*g ----> Eb = (0,5*Vm)*u*10 ----> Eb = 5*(Vm*u)

Eb = 5*100 ----> Eb = 500 N

A massa do mergulhador e acessório continua a mesma:

Eb = m*a ----> 500 = 100*a ----> a = 5 m/s²