216. Paine välikorvassa

Ihmisen korva voidaan jakaa kolmeen osaan, ulko-, väli- ja sisäkorvaan. Ulkokorvan ja välikorvan välissä on tärykalvo. Välikorvassa on ilmapitoinen kammio, joka yhdistyy nenään ja kurkkuun korvatorven kautta. Ulkokorvassa tapahtuu ulkoisen ilmanpaineen muutoksia, ulkokorvan ja välikorvan välinen paine-ero tasaantuu korvatorven kautta. Flunssassa kudos korvatorven ympärillä voi turvota, jolloin paine-ero ei pääse normaalisti tasaantumaan ulko- ja välikorvan välissä, ja äkillinen ulkoisen paineen muutos voi johtaa kipureaktioon.

Arvioi, kuinka suuri ja minkä suuntainen voima tärykalvoon kohdistuu, kun lentokoneen noustessa sen sisällä oleva ilmanpaine pienenee noin 19 % verrattuna normaaliin ilmanpaineeseen. Tärykalvon poikkileikkaus voidaan arvioida ympyrän muotoiseksi, ja sen halkaisija on noin 9,0 mm.

Ratkaisu

Paineen määritelmä
[[$p=\dfrac{F}{A}$]]

[[$F=pA$]]

Pinta-ala on ympyrän muotoinen
[[$A=\pi r^2=\pi \left(\dfrac{d}{2}\right)^2$]]

[[$F=p\cdot \pi \left(\dfrac{d}{2}\right)^2$]]

Paine-ero on noin 100 % - 19 % = 81 %

[[$p=0{,}19\cdot 101325 \ \mathrm{Pa}$]]
[[$d=9{,}0\cdot 10^{-3} \ \mathrm{m}$]]

[[$F=1{,}2247 \ \mathrm{N}\approx 1{,}2 \ \mathrm{N}$]]