Fisica

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HIDROSTÁTICA
PREGUNTAS 1. ¿A que se debe la fuerza de empuje que experimenta un cuerpo sumergido en un fluido? 2. indique 2 diferencias entre un líquido y un gas, ¿tienen algo en común?

PROBLEMAS 1. Un cascarón esférico metálico (ρm = 9 gr/cm3) tiene radio interior ra = 10cm y un radio exterior rb. Si la esfera flota en agua sin hundirse. Hallar a) El radio exterior rb. b) El empuje E queactúa sobre la esfera. c) La fuerza F que origina la presión del agua sobre el área A = 1 cm2 que se encuentra en el punto más bajo de la esfera. Rpta. a) 10.4 cm. b) 46.18 N. c) 10,2 N Una masa M, cuya densidad se desea conocer, “se pesa” en el agua y el peso así obtenido es equilibrado mediante una masa M1, al “pesarlo” nuevamente en un liquido de densidad desconocida, resulta que la masaequilibrante es M2. Encuentre: a) La densidad de la masa ρm b) la densidad del liquido ρL , (la densidad del agua tome como ρa) Rpta: a) ρm = Mρa /(M – M1) ; b) ρL=(M – M2) ρa /(M – M1) Una esfera de plástico flota en el agua con el 50 % de su volumen sumergido. Esta misma esfera flota en aceite con el 62.5 % de su volumen sumergido. Determine la densidad del aceite y de la esfera. Rpta: ρplástico = 500Kg/m3; ρaceite = 800Kg/m3.

2.

3.

Se utiliza un elevador Hidráulico para levantar un auto de 1500 Kg de masa. El radio del eje del elevador es 8cm y el del pistón es de 1cm. ¿Cuánta fuerza deberá aplicarse al pistón para levantar el automóvil? Rpta. 230 N 5. Una rana en un recipiente hemisférico descubre que flota en un mar azul-gris (ρ= 1,35 g/cm3). Si el recipiente tiene un radio de 6 cm ymasa despreciable, se pide: (Ex. Parc. 2002-1) a) La masa máxima de la rana sin que se hunda el recipiente b) Si la masa de la rana fuese 50 gr. cuál debe ser el radio mínimo del recipiente para que no se hunda Rpta: a) m = 610,42 gr b) r = 2,60 cm

4.

6.

La figura muestra un manómetro de sección transversal “a” conectado a un recipiente con agua. Al colocar un pistón de seccióntransversal “A” sobre el agua, el nivel del mercurio (ρmercurio=13,6 g/cm3) en la rama izquierda (punto P) del manómetro desciende 5,00 cm. Si la razón de sus secciones es (A/a) = 5 Determine: a) La altura inicial H del desnivel de mercurio b) La altura que desciende el pistón c) La presión manométrica justo debajo del pistón. Rpta. b) 1 cm, c) 13,0x103 Pa. Se tiene un recipiente lleno al tope con agua,sobre el cuál se ingresan dos esferas sólidas macizas del mismo radio (3/20π)1/3 m, una de metal y la otra de madera, quedando en equilibrio como se muestra en la figura. Vesfera = (4/3)πR3. ρagua =1000 Kg/m3 ) (Exa.Fin.2002-1) a) Que es el empuje, y a que es igual?, Cual esfera debe ser de madera, porque? b) Grafique el diagrama de cuerpo libre de la esfera de metal y halle el empuje c) Grafique eldiagrama de cuerpo libre de la esfera de madera y halle el empuje . Rpta: b) 980 N; c) 1960 N

7.

8.

Un cubo de 6 cm de arista se encuentra sumergido en un liquido de densidad 0,3 g/cm3. Si el nivel libre del líquido y la cara superior del cubo distan 4 cm. Encuentre: (Ex.Par.2002-1) a) b) La fuerza sobre la cara inferior El empuje Rpta. a) 360,2 N; b) 0,211 N

9.

El Rey Midasentrego 3 Kg de oro para la confección de una corona, días después recibió la corona de 3 Kg., para verificar la autenticidad, Arquímedes pesó la corona en el agua y hallo 28 N, conociendo que la densidad del oro es 19,3 g/cm3, Arquímedes presento su informe: (Ex.Sus.2002-1) a) Es la corona íntegramente de oro? Presente cálculos b) Halle el peso de la corona en alcohol (densidad 0,8 g/cm3) Rpta: a) Lacorono no es íntegramente de oro; b) Walcohol= 28,76 N

10. El peso de un pedazo de plomo es de 3,00 N. Se introduce en un recipiente completamente lleno de agua, el agua rebalsa. Se recoge el agua derramada y se halla que el peso 0,28 N. Hallar: a) La densidad del plomo. (Ex. Par. 2002-II) b) El peso aparente del pedazo de plomo en el interior de alcohol (densidad 0,800 g/cm3) Rpta. a)...
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