Ejercicios De Fisica

Problema 14.12 Serway sexta edición
Una piscina tiene dimensiones de 30 X 10 m y fondo plano. Cuando la piscina se llena a una profundidad de 2 m con agua dulce, ¿cuál es la fuerza causada por el agua sobre el fondo? ¿En cada extremo? ¿En cada costado?
¿Cuál es la fuerza causada por el agua sobre el fondo?
Para hallar la fuerza en el fondo de la piscina, es necesario conocer la presión en elfondo y el área del fondo de la piscina.
Tabla 14.1
sustancia
ρ (kg /m3)
Agua pura
1x103
h = profundidad = 2 m
g = 9,8 m/seg2
P = Presión en el fondo de la piscina
P = ρgh
P = (1 * 103 kg /m3) * 9,8 m/seg2 * 2 m
P = 19600 Newton/m2
A fondo = largo * ancho
A fondo = 30 m * 10 m
A fondo = 300 m2
F = P * A fondo
13
10 m 30 m Costado A h = 2 m lado A Area A = 30 * 2 = 60 m2 lado B AreaB = 10 * 2 = 20 m2
F = 19600 Newton/m2 * 300 m2
F = 5880 *103 Newton
b) cual es la fuerza en lado A.
Para hallar la fuerza en el Lado A de la piscina, es necesario conocer la presión MEDIA EN EL COSTADO y el área del costado A de la piscina. h g 21 mediaPresion ρ=
Presión media = 9800 Newton/m2
Area costado A = ancho * alto
Area costado A = 30 m * 2 m
Area costado A = 60 m2
F = Presiónmedia * Area costado A
F = 9800 Newton/m2 * 60 m2
F = 588 *103 Newton
c) cual es la fuerza en lado B.
Para hallar la fuerza en el Lado B de la piscina, es necesario conocer la presión MEDIA EN EL COSTADO y el área del costado B de la piscina. h g 21 mediaPresion ρ=
m 22segm 9,8 3mkg 3101 21 mediaPresion ∗∗∗∗=
Presión media = 9800 Newton/m2
Area costado B = ancho * alto
Area costado B = 10 m* 2 m
Area costado B = 20 m2
F = Presión media * Area costado A
F = 9800 Newton/m2 * 20 m2
F = 196 *103 Newton
Una lata de estaño tiene un volumen total   y una masa de . ¿Cuántos gramos máximos de balas de plomo podría llevar sin hundirse en el agua? La densidad del plomo es de .
Datos
Pregunta
Volumen de la lata.
Masa de la lata.
Densidad del plomo.
Densidad del agua.

masa debalas de plomo que se pueden colocar en la lata de estaño sin que ésta se hunda.
  Solución     Para que la lata no se hunda cuando se colocan en su interior balas de plomo, se debe cumplir que       (1)    
Donde
     Fuerza de empuje máxima que puede experimentar la lata.
        Peso de la lata.
         Peso de las balas de plomo.
Puesto que la fuerza de empuje es igual al peso delfluido desalojado por la lata tenemos que
      (2)    
Donde
               fuerza de empuje máxima.
                     densidad del agua.
                       aceleración de gravedad.
          volumen máximo de agua desalojada por la lata.
Reemplazando la expresión (2) en (1) se obtiene que

de donde se obtiene para la masa máxima de balas de plomo que se pueden colocar en lalata
      (3)     Reemplazando los valores numéricos correspondiente en la expresión (3) se tiene            
En el interior de la lata se puede colocar un máximo de 1070 g de balas de plomo sin que esta se hunda.

Ejemplo 14.1 La cama de agua. Pág. 390 de la séptima edición de serway.
El colchón de una cama de agua mide 2 m de largo por 2 m de ancho y 30 cm de profundidad. A) Encuentre elpeso del agua en el colchón.
Hallar el volumen del agua que llena el colchón
V = largo x ancho x profundidad
V = 2 x 2 x 0,3 = 1,2 m3
Tabla 14.1
sustancia
ρ (kg /m3)
Agua pura
1x103
hierro
7,86 x 103
ρ = densidad del agua pura = 1x103 kg /m3
v = volumen del colchón
m = masa del agua en el colchón
m = ρ x v
m = 1x103 kg /m3 x 1,2 m3
m = 1,2 x103 kg
W = peso del agua en el colchón =m x g
W = 1,2 x103 kg x 9,8 m / seg2
W = 11,76 x103 Newton
b) Encuentre la presión que ejerce el agua sobre el suelo cuando la cama de agua descansa en su posición normal. Suponga que toda la superficie inferior de la cama tiene contacto con el suelo.
Cuando la cama de agua esta en su posición normal el área de la base es = largo x ancho
A = 2 X 2 = 4 m2
AFP=
2mNewton 310 x 2,94 2m...