Fisica

SEGUNDA TAREA: SOLUCIÓN DE PROBLEMAS IMPARES CAPITULO 14
MECANICA DE FLUIDOS
EMILY RIVERA TOVAR – ORURO

14.47. En una demostración en la clase, el profesor separa con facilidad dos cascoshemisféricos de acero (diámetro D) usando las asas con las que están provistos. Luego los une, extrae el aire hasta una presión absoluta p, y se los da a un fisicoculturista que está sentado en la últimafila del salón para que los separe. a) Si la presión atmosférica es P0, ¿qué fuerza deberá ejercer el fisicoculturista sobre cada casco? b) Evalúe su respuesta para el caso en que p= 5 0.025 atm y D= 510.0 cm.
Solución:




Inciso (a) El área de la sección de los casquetes está dado por:
A=π D^2/4
Además: p_0=F_Po/A; p=F_P/A

Considerando que el sistema seencuentra en equilibrio.
F_Po-F_P=F
p_0 (π D^2/4)-p π D^2/4=F
F=π D^2/4 (p_o-P)
Inciso (b) Reemplazando datos numéricos en la anterior fórmula:
F=π D^2/4 (p_o-P)
F=π〖0.101〗^2/4(1.013x〖10〗^5-0,025)
F=7,84x10^3 N
14.49. Una piscina mide 5.0 m de longitud, 4.0 m de ancho y 3.0 m de profundidad. Calcule la fuerza que ejerce el agua contra a) el fondo y b) cualquierade las paredes. (Sugerencia: calcule la fuerza que actúa sobre una tira horizontal delgada a una profundidad h, e integre a lo alto del extremo de la piscina.) No incluya la fuerza debida a la presióndel aire.
Solución:

3.0m


Inciso (a) La presión del agua contra el piso está dad por la fórmula:
p_liq=ρ*g*h
p_liq=1000 x 9.81 x 3 [kg/m^3 x m/s^2 xm]
p_liq=29430 Pa
Por otra parte:p=F/A
F= 29430N/m^2 x20m^2
F= 5.886x105 N
Inciso (b)




Sean:
F=p*A y P=ρ*g*h
dF=∫▒ρxgxbdh
F=∫_0^3▒ρxgxbdh
F=ρxgxb∫_0^3▒h dh
F=1000x9.8x4 h^2/2
Reemplazando los límites:F=19600x9 – 19600 x 0
F=1.764x105 N

14.51 Una presa tiene forma de sólido rectangular. El lado que da al lago tiene área A y altura H. La superficie del lago de agua dulce detrás de la...