Fuvest 2015 Física Panela de Pressão

Fuvest 2015 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 4mm e a massa do pino igual a 48g.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

Note e adote:

π=3

1 atm=10⁵ N/m²

aceleração local da gravidade=10 m/s2

A pressão exercida pelo vapor de água - pressão dentro da panela - deve ser igual a pressão exercida pela pressão atmosférica mais a pressão  gerada pelo peso do pino sobre a área da seção transversal do tubo cilíndrico.

Matematicamente:

1 atm = 10⁵ N/m² = 0,1 N/mm²