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Na figura 1 estão representados um tubo vertical, com a extremidade superior aberta, e dois cilindros maciços Q e R. A altura do tubo é H=6,0m e a área de sua secção transversal interna é S=0,010m². Os cilindros Q e R têm massa M=50kg e altura h=0,5m, cada um. Eles se encaixam perfeitamente no tubo, podendo nele escorregar sem atrito, mantendo uma vedação perfeita. Inicialmente, o cilindro Q é inserido no tubo. Após ele ter atingido a posição de equilíbrio y1, indicada na figura 2, o cilindro R é inserido no tubo. Os dois cilindros se deslocam então para as posições de equilíbrio indicadas na figura 3. A parede do tubo é tão boa condutora de calor que durante todo o processo a temperatura dentro do tubo pode ser considerada constante e igual à temperatura ambiente T0. Sendo a pressão atmosférica P₀=10⁵Pa (1 P_a = 1N/m₂), nas condições do experimento, determine:

a) A altura de equilíbrio inicial y1 do cilindro Q.

 

b) A pressão P₂ do gás aprisionado pelo cilindro Q e a altura de equilíbrio final y2 do cilindro Q, na situação da Fig.3.

 

c) A distância y₃ entre os dois cilindros, na situação da Fig.3.