Ejercicios resueltos F sica II



Contenido
LÍQUIDOS EN REPOSO 3
DENSIDAD (p) Y PESO ESPECÍFICO (D) 3
PRESIÓN HIDROSTÁTICA (D) 6
PRENSA HIDRÁULICA (PRINCIPIO DE PASCAL) 9
PRINCIPIO DE ARQUÍMIDES 13
LÍQUIDOS EN MOVIMIENTO 17
FLUJO (f) Y GASTO(Q): ECUACIÓN DE CONTINUIDAD 17
ECUACIÓN DE BERNOULLI 20
CALOR Y TEMPERATURA 24
CONVERSIÓN DE UNIDADES 24
DILATACIÓN LINEAL 26
DILATACIÓN SUPERFICIAL 28
DILATACIÓN VOLUMÉTRICA 29
CIRCUITOSELÉCTRICOS 30
CIRCUITO SERIE 30
LEY DE COULOMB 31
ELECTRO-MAGNETISMO 32
CAMPO MAGNÉTICO POR CONDUCTOR SOLENOIDE 32


















LÍQUIDOS EN REPOSO

DENSIDAD (p) Y PESO ESPECÍFICO (D)

Simbología
Unidad
p=
Densidad
kg/m3
m=
Masa
kg
V=
Volumen
m3
g=
Gravedad
9.8 m/s2
D=

Peso específico
N/ m3
W=
Peso
N


1. 0.5kg de alcohol etílico ocupan un volumen de 0.000633 m3. Calcular densidad y pesoespecífico. (Pérez Montiel, 2004)
a) Datos:
p=
?
m=
0.5 kg
V=
0.000633 m3
g=
9.8 m/s2
D=
?

b) Fórmulas:


p = m/V
D = p g



c) Sustitución y resultado:

p = m/V=
(0.5kg)
/
(0.000633 m3 )
=
789.88 kg/ m3
D = p g =
(789.88 kg/ m3)
x
(9.8 m/s2)
=
7,740.92 N/ m3



2. ¿Cuál es el volumen en metros cúbicos y en litros, de 3000 N de aceite de oliva, cuyo peso específico es de 9016 N/ m3? (PérezMontiel, 2004)
a) Datos:
p=
?
m=
?
V=
?
g=
9.8 m/s2
D=
9016 N/ m3
W=
3000 N

b) Fórmulas:
p = m/V
D = p g
D = W/V (por lo tanto)
V = W/D


c) Sustitución y resultado:

V = W/D
(3000 N)
/
(9016 N/ m3)
=
0.332741 m3
V=
0.332741 m3
x
(1000 litros/ 1 m3)
=
332.7417 litros


3. 1,500 kg de plomo ocupan un volumen de 0.13 274 m3. Calcular densidad y peso específico del plomo. (Pérez Montiel, 2004)
a)Datos:
p=
?
m=
1,500 kg
V=
0.13 274 m3
g=
9.8 m/s2
D=
?
W=
?

b) Fórmulas:
p = m/V
D = p g


c) Sustitución y resultado:

p = m/V=
(1,500 kg)
/
(0.13 274 m3)
=
11,300.2862 kg/ m3
D = p g =
(11,300.2862 kg/ m3)
x
(9.8 m/s2)
=
110,742.8055 N/ m3




4. ¿Qué volumen de agua tiene la misma masa que 100 cm3 de plomo? ¿Cuál es el peso específico del plomo? (Tippens, 2011)
a) Datos:
p(agua)=
1.0 g/cm3p(plomo)=
11.3 g/cm3
m=
?
g=
980 cm/s2
D=
?
V(plomo)=
100 cm3
V(agua)
?

b) Fórmulas:


p =m/V (Por lo tanto)
m = p V (Por lo tanto)
V = m /p
D = W /V (Por lo tanto)
D = mg / V



c) Sustitución y resultado:

m = p(plomo) V =
(11.3 g/cm3)
x
(100 cm3)
=
1,130 g
V= m(plomo) /p(agua)=
(1,130 g)
x
(1.0 g/cm3)
=
1130 cm3
D = mg / V =
(1.130 kg)(9.8 m/s2)
/
(1.130x105 m3)
=
1.10740 x 105 N/ m35. Una sustancia desconocida tiene un volumen de 20 ft3 y pesa 3,370 lb. ¿Cuáles son el peso específico y la densidad? (Tippens, 2011)
a) Datos:
p=
?
V=
20 ft3
g=
32.2 ft/s2
D=
?
W=
3,370 lb

b) Fórmulas:
D= p g (por lo tanto) p = D/g
D = W /V
m = W/g
p = m/V

c) Sustitución y resultado:

D = W /V =
(3,370 lb)
/
(20 ft3)
=
168.5 lbf/ft3
m = W/g =
(3,370 lb·ft/s2)
/
(32.2 ft/s2)
=
5.2329 lb s2/ft4
p = m/V =
(104.65 lb)
/
(20 ft3)
=
5.2329 lbm/ft3


PRESIÓN HIDROSTÁTICA (D)

Simbología
Unidad
p=
Densidad
kg/m3
m=
Masa
kg
V=
Volumen
m3
g=
Gravedad
9.8 m/s2
D=

Peso específico
N/ m3
W=
Peso
N
P=
Presión
N/m2= Pa
h=
Altura
m
A=
Área
m2




1. La presión del agua en una casa es de 160 lb/in2. ¿A qué altura debe estar el nivel del agua del recipiente de almacenamiento por encima de latoma de agua de la casa? (Tippens, 2011)
a) Datos:
P=
160 lb/in2
V=
?
g=
9.8 m/s2
D=
62.4 lb/ft3
W=
?
h=
?

b) Fórmulas:
P= D·h (por lo tanto) P/D = h




c) Conversión de Unidades:
lb/in2 – lb/ft2
160 lb/in2
/
(144 in2/ ft2)
=
23, 040 lb/ft2

d) Sustitución y resultado:

P/D = h =
(23, 040 lb/ft2)
/
(62.4 lb/ft3)
=
369 ft





2. Halle la presión en kilopascales producida por una columna demercurio de 60 cm de alto (Tippens, 2011)
a) Datos:
P=
?
h=
0.60 m
g=
9.8 m/s2
D=
?
W=
?
p=
13 600 kg/m3

b) Fórmulas:
P= D·h (por lo tanto) P= pgh




c) Sustitución y resultado:

P= pgh =
(13 600 g/cm3)
x
(9.8 m/s2)
x
(0.60 m)
=
80049.6 N/m2
N/m2= Pa
80049.6 N/m2
=
80049.6 Pa
/
1000
=
80.04 kPa


3. A 150 metros de profundidad en el mar, se encuentra una baldosa prehispánica. Considerando que...