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Física

ITA 2005 Física — Questão 20

A pressão exercida pela água no fundo de um recipiente aberto que a contém é igual a Patm+10×103P_{\mathrm{atm}} + 10 \times 10^3 Pa. Colocado o recipiente num elevador hipotético em movimento, verifica-se que a pressão no seu fundo passa a ser de Patm+4,0×103P_{\mathrm{atm}} + 4{,}0 \times 10^3 Pa. Considerando que PatmP_{\mathrm{atm}} é a pressão atmosférica, que a massa específica da água é de 1,0 g/cm31{,}0\ \mathrm{g/cm^3} e que o sistema de referência tem seu eixo vertical apontado para cima, conclui-se que a aceleração do elevador é de

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Só quero ver o gabarito

Gabarito do ITA 2005 Física, questão 20: alternativa C

−6 m/s2-6\ \mathrm{m/s^2}.

O que a questão pede

Aqui o ITA quer ver se você sabe que, num referencial acelerado, a água 'sente' uma gravidade efetiva $g + a$ — e se acerta o sinal com o eixo para cima.

Por onde começar · passo 1 de 4

Tire a altura da coluna do repouso

Com ρgh=10×103\rho gh = 10\times10^3 Pa, quanto vale hh?

h=104103⋅10=1,0h = \dfrac{10^4}{10^3\cdot 10} = 1{,}0 m. A pressão atmosférica age na superfície e no fundo igualmente; só importa a parte manométrica.

A armadilha

Quem usa a variação de pressão diretamente ($6\times10^3$ Pa → 6 m/s²) erra o sinal e marca D; quem confunde aceleração com gravidade efetiva marca A ou E.

Quem cai nela marca A, D, E.

-10-8-6-4-202460246810121416aceleração do elevador a (m/s², eixo para cima)P − Patm no fundo (kPa)queda livre4 kPa → a = −6repouso: 10 kPaa = +6 (alternativa D)
A pressão manométrica no fundo cresce linearmente com a; o valor medido de 4 kPa só ocorre em a = −6 m/s².

Na resolução completa vêm os outros 3 passos, o motivo de cada alternativa estar certa ou errada.

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