hidrostatica
La finalidad de esta colección de ejercicios resueltos consiste en que sepáis resolver las diferentes situaciones que se nos plantea en el problema. Para ello seguiremos los siguientes pasos:
Leer el ejercicio y NO IROS A LA SOLUCIÓN DEL MISMO. De esta forma lo único que conseguiréis es a solucionar problemas de memoria.
Meteros en el fenómeno quenos describe el ejercicio. Plantear la hipótesis que os puede solucionar el problema. Aplicar vuestras fórmulas y comprobar si coincidimos con el resultado del profesor.
Si hemos coincidido fabuloso pero si no, plantearemos una segunda hipótesis, haremos cálculos y comprobaremos con el resultado del profesor.
Si la segunda hipótesis tampoco es válida, entonces ESTUDIAREMOS lo que ha hecho elprofesor e INTENTARÉ ENTENDER lo desarrollado. Si se entiende estupendo.
Si no ENTENDÉIS lo desarrollado por el profesor, anotar el número de ejercicio y en la próxima clase, sin dejar empezar a trabajar al profesor, pedirle si os puede resolver el siguiente ejercicio.
Problema resuelto Nº 1
Determina la presión que ejerce un esquiador de 70 kg de masa sobre la nieve, cuando calza unas botascuyas dimensiones son 30 x 10 cm. ¿Y si se coloca unos esquíes de 190 x 12 cm?
Resolución:
a) Sobre sus botas:
Superficie de las botas: 30 x 10 cm = 300 cm2 . 1 m2 / 10000 cm2 =
= 0,03 m2
Superficie total = 2 botas . 0,03 m2/bota = 0,06 m2
Peso delesquiador: m . g = 70 Kg . 9,8 m.s-2 = 686 N
P = F/S = P/S = 686 N / 0,06 m2 = 11433,3 N/m2 = 11433,3 Pa
b) Sobre sus esquíes:
S = 90 x 12 cm2 = 1080 cm2 . 1 m2/ 10000 cm2 = 0,1080 m2
Como son dos esquíes, la superficie total será:
ST = 2 esquíes . 0,1080 m2 /Esquíe = 0,2160 m2
P = Peso/S = 686 N / 0,216 m2 = 3175,9 N/m2 = 3175,9 Pa
Problema resuelto Nº 2
¿Cómo se define 1atmósfera?. A partir de la definición de atmósfera, halla la equivalencia entre atmósfera y Pascal, sabiendo que la densidad del mercurio es 13,6 g/cm3.
Resolución:
La atmósfera es la presión que ejerce, sobre su base y al nivel del mar, una columna de Mercurio de 760 mm de altura.
1 Pa = N/m2
dHg = 13,6 g/cm3 . 1Kg/1000 g . 1000000 cm3/1m3 = 13600 N/m2 =
= 13600 Pa
h = 760mm . 1 m/ 1000 mm = 0,760 m
P = Peso /S = m . g /s = d . V . g /s = d . s . h . g / s = dHg . h . g =
= 13600 N/m2 . 0,760 m . 9,8 m.s-2 = 101282,8 N/m2 =
= 101282,8 Pa
Problema resuelto Nº 3
Calcula la presión ejercida sobre el suelo por un bloque de 25 kg de masa, si la superficie sobre la que se apoya tiene 80 cm2 (Autor redacción: A.Caballero Peiró. Resolución A. zaragoza)
Resolución:
S = 80 cm2 . 1 m2/10000 cm2 = 0,0080 m2
P = F/S = Peso/S = m . g /S = 25 Kg . 9,8 m.s-2/ 0,0080 m2 = 30625 N/m2
= 30625 Pa
Problema resuelto Nº 4
Suponiendo que la densidad del agua del mar es 1,03 g/cm3, ¿a qué profundidad hay una presión de 2 atmósferas?
Resolución:
dagua mar = 1,03g/cm3 . 1 Kg/1000 g . 1000000 cm3/ 1 m3 = 1030 Kg/m3
P = 2 atm
P = daguamar . g . h ; h = P/daguamar . g =
= 2 (N/m2)/ 1030 (Kg/m3) . 9,8 m.s-2 = 1,98 . 10-4 m
Problema resuelto Nº 5
¿Qué fuerza soporta una persona de 110 dm2 de superficie, sumergida en una piscina a 3 metros de profundidad?. Supón que ladensidad del agua es 1g/cm3.
Resolución:
S = 110 dm2 . 1 m2 / 100 dm2 = 1,10 m2
h = 3 m
dagua = 1 g/cm3 . 1 Kg/1000 g . 1000000 cm3/m3 = 1000 Kg/m3
P = F / S ; F = P . S (1)
Calculemos la presión a dicha profundidad:
P = dagua. g . h ; P = 1000 Kg/m3 . 9,8 m.s-2 . 3 m = 29400 N/m2
Volviendo a (1):
F = 29400 N/m2 . 1,10 m2 = 32340 N...
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