Los aviones comerciales de pasajeros realizan la mayor parte de sus vuelos a una altitud comprendida entre los 10000 y 12000 m respecto del nivel del mar. Volando a dicha altitud (llamada “altitud de crucero”) se optimiza el consumo de combustible, las turbulencias atmosféricas son escasas y no hay aves volando.
Como
la presión atmosférica a una altura de 10 km es de tan solo el 28,0 % de la
presión atmosférica a nivel del mar, es necesario presurizar (elevar la
presión) del interior del avión para que las personas puedan respirar.
Usualmente la presión interna de los aviones es mantenida a unos 7,50 x 10^4
Pa, lo cual resulta un buen compromiso entre la respiración y la resistencia
estructural de la nave.
Debido
a las diferencias de presión antes mencionadas, las puertas y las salidas de
emergencia deben mantenerse selladas y fuertemente aseguradas durante el vuelo.
Si
las dimensiones de la puerta rectangular de una aeronave son 80 cm de ancho y
190 cm de alto, calcular el valor de la fuerza neta que trata de expulsar la
puerta cuando el avión se encuentra a altitud de crucero.
Datos:
Presión atm = 1,013 x 10^5 Pa a nivel del mar
∆P = F / A
Donde
∆P = diferencia de presión = Pint –
Pext
Pint = presión en el interior del
avión = 7,50 x 10^4 Pa
Pext = presión exterior = Patm 28%
Patm = presión atmosférica = 1,013
x 10^5 Pa
F = fuerza
A = área = a h
a = ancho de la puerta = 80 cm =
0,80 m
h = altura de la puerta = 190 cm =
1,90 m
Reemplazando y despejando F
F
= (7,5 x 10^4 Pa – 0,28 * 1,013 x 10^5 Pa) 0,80 m 1,90 m = 7,09 x 10^4 N
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