Um mergulhador fica preso ao explorar uma caverna no oceano. Dentro da caverna formou-se um bolsão de ar, como mostrado na figura, onde o mergulhador se abrigou.
Durante o resgate, para evitar danos a seu organismo, foi necessário que o mergulhador passasse por um processo de descompressão antes de retornar à superfície para que seu corpo ficasse novamente sob pressão atmosférica. O gráfico mostra a relação entre os tempos de descompressão recomendados para indivíduos nessa situação e a variação de pressão.
Considere que a aceleração da gravidade seja igual a 10 m s−2 e que a densidade da água seja de ρ = 1 000 kg m−3.
Em minutos, qual é o tempo de descompressão a que o mergulhador deverá ser submetido?
Esta questão avalia o conceito de pressão hidrostática (Lei de Stevin) e a leitura de gráfico.
O bolsão de ar dentro da caverna está em equilíbrio com a pressão da água ao redor. Como o bolsão se encontra a 50 m de profundidade (conforme indicado na figura), a pressão que atua sobre o ar — e, portanto, sobre o organismo do mergulhador — é dada pela Lei de Stevin:
P = p_{atm} + \rho g h
A variação de pressão em relação à atmosférica é:
\Delta P = \rho g h = 1\,000 \times 10 \times 50 = 500\,000 \text{ Pa} = 500 \text{ kPa}
Com esse valor de \Delta P = 500 \text{ kPa}, lemos o gráfico fornecido e obtemos um tempo de descompressão de 60 minutos.
Os demais tempos correspondem a variações de pressão diferentes no gráfico: valores menores de \Delta P (profundidades menores) exigem menos tempo, e valores maiores exigem mais tempo — o que é coerente com o comportamento crescente da curva mostrada.
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