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F LUIDOS

Grado en Ingeniería de la Salud. Física I.

1. Dos cubos de idéntico tamaño, uno de plomo y otro de aluminio (la densidad del plomo es mayor que la del alumnio, y las dos son mayores que la
densidad del agua), están suspendidos a diferentes profundidades por medio de dos alambres en un estanque de agua. a) ¿Cuál de ellos experimenta
una mayor fuerza de flotación (empuje)? b) ¿En quécubo es mayor la tensión en el alambre? c) ¿Cuál de ellos experimenta una mayor fuerza sobre su
cara inferior? d) ¿Para cuál de ellos es mayor la diferencia de presiones entre
la cara superior e inferior?
2. Para poder respirar, un ser humano necesita que la diferencia de presiones entre el exterior y el interior de
sus pulmones sea de menos de 0.05 atmósferas. ¿A qué profundidad máxima puedenadar un buceador que
respire por medio de un tubo largo (snorkel)?
3. Una balanza de resorte marca 273 g cuando de ella cuelga un vaso de vidrio con agua. Si en el agua se
sumerge una piedra atada de un hilo (de masa despreciable) marca 322 g. Se suelta el hilo, cae la piedra al
fondo del vaso y la balanza indica 395 g. Calcule la densidad de la piedra.
4. Ejemplo 13.6 Tipler. El porcentaje de grasacorporal de una persona puede estimarse midiendo la densidad
de su cuerpo, y teniendo en cuenta que la densidad de la grasa es, aproximadamente, de ρ g = 0,9 × 103 kg/m3 ,
y la densidad del tejido magro (todo el resto aproximadamente salvo la grasa) ρ = 1,1 × 103 kg/m3 . Si el peso
aparente de una persona, una vez que ha exhalado completamente el aire de sus pulmones (en la práctica esto
esimposible, se estima el aire que queda en los pulmones y se corrige el resultado) es el 5 % de su peso, calcular
su porcentaje de grasa corporal. Si suponemos que es un hombre de 30 años, consultar en Internet los valores
típicos para saber si está gordo o delgado.
5. La densidad de una disolución de sal varía con la profundidad h de la forma ρ = ρ 0 + Ah, siendo ρ 0 = 1
g/cm3 y A = 0.02 g/cm4 (h encm). (a) Calcule a qué profundidad se encontrará en equilibrio una bolita de
volumen V1 =0.1 cm3 y masa m 1 =0.13 g. (b) ¿Cuál es la presión relativa a dicha profundidad? (c) Mediante un
hilo se une la bolita anterior a otra de volumen V2 =0.2 cm3 y masa m 2 =0.34 g. Se introducen en la disolución
y se encuentra que en el equilibrio la primera bolita se halla a una profundidad h 1 = 20 cm. Calcularla longitud
del hilo que une entre sí las bolitas.
6. Un submanirista practicando la pesca submarina clava accidentalmente el arpón en su barca, abriendo un
pequeño orificio que se encuentra situado 30 cm por debajo de la superficie del agua. ¿A qué velocidad entrará
el agua en la barca a través del orificio? (Suponer que el agua se comporta, en estas circunstancias, como un
fluido ideal)
7. Dosglobos de He flotan uno junto al otro con las cuerdas sujetas a una barra. La separación entre los globos
es muy pequeña (1 ó 2 cm). Si soplamos en la zona que separa los dos globos, ¿qué les ocurrirá?: (a) Se acercan.
(b) Se separan. (c) No se ven afectados. Justificar brevemente las respuestas.

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8. Dos tanques abiertos muy grandes A y F contienen el mismo líquido. Un tubo horizontal BC D, conun estrechamiento
en C y abierto al aire en D, sale del fondo del tanque A. Un tubo vertical E se une al tramo C y baja al depósito F , como indica la figura. La sección en C es la mitad que en D, y D está a
una distancia h 1 por debajo del líquido en A. Suponiendo que
el fluido se comporta como un fluido ideal, ¿A qué altura h 2 subirá el líquido en el tubo E ? Expresar la respuesta en términosde h 1 y, si hiciera falta, despreciar la densidad del aire frente a
la del fluido.
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