Fuvest 2015. Prova V. Questão 57. Mecânica

57 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 o pino 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

a) 1,1 atm

b) 1,2 atm

c) 1,4 atm

d) 1,8 atm

e) 2,2 atm

Resposta C

Quando houver a pressão máxima do gás,  teremos um equilíbrio de forças:

Fgás = Ppino + Fatm

Como F=P.A, temos:

 

P_gás . π R² = mg + P_atm . π R²

Substituindo os valores:

Assim, P_gás =  + 1,0 . 10⁵ (Pa) =  1,4 atm