Question

Um barril cilíndrico possui um tubo fino fixo em seu topo, como mostrado com dimensões na figura. O conjunto é cheio de água até o topo do tubo. Calcule a razão entre a força hidrostática exercida no fundo do barril e o peso da água. Por que esta razão não é igual a um? (Ignore a presença da atmosfera.) ​

Answer 1

A razão entre a força hidrostática exercida no fundo do barril e o peso da água é f/p = 2.

É preciso observar que a pressão exercida não possui relação com o formato do recipiente, mas sim com a altura do mesmo, conforme a seguinte equação:

P = Pext + ρ.g.h

Em que a pressão é expressa em atm e a massa especifica (ρ) e a gravidade são constantes.

A altura é multiplicada por 2, sendo assim, a pressão hidrostática no fundo do barril é 2 vezes maior que o peso da água dentro do barril, fazendo com que Fgrav= Peso.

E a diferença hidrostática e o peso da água no interior do barril é resultado da força exercida pela água do tubo sobre o barril.

Bons estudos!