Fisica mecanica y ondas

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MECÁNICA Y ONDAS

Universidad Cooperativa de Colombia
Bogotá, Diciembre de 2010

1. Un iceberg flota en agua de mar (ρ 1.3 g/cm³) con el 68% de su volumen sumergido. Halle la densidad del iceberg.

[pic]

E = m*g
mliquido.g = miceberg*g
ρ liquido*Vdesalojado = ρ iceberg*Viceberg
(1.3 g/cm³)(68%) = ρ iceberg *100%
ρ iceberg = 0.884 g/cm³

2. Un materialcolgado de un dinamómetro pesa 20 N, si se sumerge en agua normal, mide 19.8 N de fuerza. Halle a la densidad del material.

[pic][pic]
[pic][pic]
m = 2Kg = ρ material*Vmaterial
E = 20 – 19.8 = 0.2 N
0.2 N = m*g
0.2 N = ρ Liquido*Vdesalojado*g
0.2 N = 1000 Kg/cm³*Vdesalojado*(10m/s)
Vdesalojado = 1000 Kg/cm³ - 0.2 N = 999.8 Kg/cm³

m = 2 Kg = ρmaterial*Vmaterial
ρmaterial =2Kg/Vmaterial = 2 Kg/999.8 Kg/cm³ =1 cm³

3. Un objeto flota sobre agua con el 68% de su volumen sumergido. Se coloca en un líquido y flota con el 90% de su volumen sumergido. Halle la ρ del objeto y ρ
del líquido.

E = m*g
magua*g = mobjeto*g
ρ agua*Vdesalojado = ρobjeto*Vdesalojado
(1 g/cm³)(68%) = ρobjeto*100%
ρobjeto = 0.68 g/cm³

E = m*g
ρ liquido*Vdesalojado = ρobjeto*Vdesalojadoρliquido*90% = 0.68 g/cm³*100%
ρliquido = 68 g/cm³/90
ρliquido = 0.75 g/cm³

4. Un bloque de hielo flota en agua con el 90% de su volumen sumergido. Cuanto flota en agua de mar (ρ = 1.3 g/cm³)

[pic]

ρagua*Bagua = ρhielo*Vhielo
(1 g/cm³)*90% = ρhielo*100%
ρhielo = 0.9 g/cm³

ρagua-mar*Vagua-mar = ρhielo+Vhielo
(1.3 g/cm³)*Vagua-mar = 0.9 g/cm³*100%
Vagua-mar = 69.2%

5. Un cablesoporta un globo sumergido de 20 cm de radio y m despreciable. Halle la tensión del cable.

∑Fy = 0
E – T = 0
E = T

ρliquido = mliquido/V
ρliquido*V = mliquido
mliquido*g = T
ρliquido*V = mliquido
(1000 Kg/m³)(4/3π (0.2)³)(10 m/s²) = T
T = 335.1 N

6. Un material desconocido pesa 300 N en el aire y 200 N cuando esta inmerso en alcohol cuyo peso especifico es de 0.7. Cuales son el V y ρdel material.
El peso específico de una sustancia es la relación entre su densidad y la densidad del agua. ρagua= 1x10³g/cm³.

[pic]
Wreal= 300 N
Waparente= 200 N
E= 100 N

E= ρ*V*g
100= (0.7x 10³) V (10)
V= 100/ (0.7x10⁴)
V= 1.42x10-³m³

ρ =m/V
ρ= 30/1. 42x10-³m³
ρ= 2.1x10³ Kg/m³

7. Un trozo de cobre de 100 g. que inicialmente está a 95 grados Celsius, se deja caer en 200 g deagua en un recipiente de aluminio de 280 g; la temperatura inicial del agua y la lata es de 15 grados Celsius ¿ Cual es la temperatura final del sistema ? ( El calor especifico del cobre y del aluminio es de 0,092 y 0,215 cal/g grados Celsius, respectivamente )

[pic]

Calorías totales de cada material, desde 0°:
Cu=100g*95°C*0.092Cal/g°C= 874 Cal
Al=280*15*0.215= 903 Cal
H2O=200x15x1= 3000Cal

Calorías totales (desde 0°C)= 4777Cal

Consumo de calorías por 1°C de aumento de temperatura en el sistema:
H2O=200g=200Cal
Cu=100g=9.2 Cal
Al=280g=60.2 Cal
Consumo total del sistema/°C=269.4 Cal/°C

Calorías totales: 4777 Cal
Divido por 269.4 Cal/°C, y queda como unidad °C
17.73°C

8. Una delgada esfera hueca q tiene una masa de 0.400 Kg y un diámetro de 0.200 m, se llena dealcohol (ρ=806 Kg/m³) y se suelta después de su posición de reposo en el fondo de una alberca de agua. Determine la aceleración de la esfera llena de alcohol cuando sube hacia la superficie del agua.

Vesfera=4/3π*r³
Vesfera=4/3π (0.1)³
Vesfera= 4.18x10-³m³
ρ=m/V ρ *V=m
(0.806x10³) (4.18x10-³)= 3.36 kg= masa alcohol
Wtotal= (0.4+3.36) (10)
Wtotal= 37.6 N
E=ρ*V*g
E= (1000) (4.18x10-³) (10)
E= 41.8 N
Waparente= E-Wreal
Waparente= 41.8 – 37.6
Waparente = 4.2 N

m*a= F
a= F/m
a= 4.2/3.76
a= 1.11 m/s

9. Un globo debe introducirse en el mar hasta la mitad. ¿Cuánto debe ser el R para que el globo llegue a la mitad?
[pic]

E= m*g
mliquido*g = mcuerpo*g
ρliquido ([pic]²) y = 1760

ρ = 1760g/[pic]r²h
ρ = 1760g/ (3.14)...
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