Question

Dois amigos de nome João e José moram em casas idênticas e que estão construídas no mesmo terreno, uma ao lado da outra. Num certo dia observando e discutindo a respeito da instalação das caixas de água que alimentam suas casas, eles fazem as seguintes afirmações:
-João : diz que na sua casa a água terá maior pressão de queda no chuveiro, pois , o volume de sua caixa de água é de 2000l e o nível de água da mesma está numa altura de 5,0 metros acima da saída do chuveiro.
-José : diz que na sua casa a água terá maior pressão de queda no chuveiro, pois, mesmo com um volume apenas de 1000l de água, o nível de água da mesma está numa altura de 7,0 metros acima da saída do chuveiro.
A esse respeito qual é a afirmação correta no contexto da física, supondo que as tubulações utilizadas nas duas casas sejam iguais? Justifique sua resposta!

Answer 1

▣Na hidrostática o volume ou peso do fluido que está fazendo pressão sobre um ponto não irá interferir na pressão efetiva neste ponto, isso porque a pressão efetiva dependerá somente da massa específica desse fluido, da aceleração da gravidade e da coluna de fluido sobre o ponto. Com essa informação já podemos concluir que a afirmação de José é a correta.

Pressão efetiva:

▣ Como descrito acima a pressão exercida por um fluido dependerá de sua massa específica, da gravidade no local e da coluna desse fluido sobre um ponto ou área.

Expresso matematicamente fica da seguinte forma:

$p_{ef} = \rho \cdot g \cdot \Delta h$

$p_{ef}$ → Pressão efetiva;

$\rho$ → Massa específica do fluido;

$g$ → Aceleração da gravidade;

$\Delta h$ → Diferença de altura.

Resolução:

▣ Vamos imaginar que a água contida na caixa d'agua seja pura e que a gravidade no local seja 10m/s² e vamos calcular a pressão exercida pela água no chuveiro.

• Casa de João:

$p_{ef} = \rho \cdot g \cdot \Delta h \\\\\\ p_{ef} = 1.000 \cdot 10 \cdot 5 \\\\\\ p_{ef} = 10.000 \cdot 5 \\\\\\ \bf p_{ef} = 50.000\; Pa \qquad ou \qquad 5 \cdot 10^4\; Pa$

• Casa de José:

$p_{ef} = \rho \cdot g \cdot \Delta h \\\\\\ p_{ef} = 1.000 \cdot 10 \cdot 7 \\\\\\ p_{ef} = 10.000 \cdot 7 \\\\\\ \bf p_{ef} = 70.000\; Pa \qquad ou \qquad 7 \cdot 10^4\; Pa$

Resposta:

⇰ Pelo teorema de Stevin descrito acima, teoricamente e matematicamente concluímos que a pressão exercida pela água no chuveiro é maior na casa de José, mesmo que o volume da caixa d'agua seja menor que a de João.

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▣Esta resposta também pode ajudar ;)

→ Teorema de Stevin: https://brainly.com.br/tarefa/1542642

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