fisica

Problema 1
Consideremos el movimiento de un objeto de volumen V y masa m que cae a través de un fluido con viscosidad cero (sin rozamiento).
Dibuja las fuerzas que actúan sobre el cuerpo.
Calculasu aceleración a de caída.
 Solución

ma=peso-empuje
ρsVa= ρsVg-ρfVg
a=g(1−ρfρs)
La aceleración a no depende ni de la masa m del cuerpo ni de su volumen V, solamente de las densidades delcuerpo ρs y del fluido ρf.
Problema 2
Disponemos de una plancha de corcho de 10 cm de espesor. Calcular la superficie mínima S que se debe emplear para que flote en agua, sosteniendo a un naufrago de 70kg. La densidad del corcho es de 0.24 g/cm2.
Nota: entendemos por superficie mínima la que permite mantener al hombre completamente fuera del agua aunque la tabla esté totalmente inmersa en ella. Solución

Peso del naufrago + peso del corcho = empuje
La plancha de corcho de volumen es (S·0.1) está sumergida en agua.
(70+240·0.1·S)g=1000(0.1·S)g
S=0.92 m2

Problema 3
Un cable anclado enel fondo de un lago sostiene una esfera hueca de plástico bajo su superficie. El volumen de la esfera es de 0.3 m3 y la tensión del cable 900 N.
¿Qué masa tiene la esfera?
El cable se rompe y laesfera sube a la superficie.
Cuando está en equilibrio, ¿qué fracción del volumen de la esfera estará sumergida?.
Densidad del agua de mar 1.03 g/cm3
 Solución

En la figura de la izquierda, laesfera hueca está sujeta al fondo
E=mg+T
1030·0.3·9.8=m·9.8+900, m=217.2 kg
En la figura de la derecha, la esfera hueca flota en la superficie del agua
E’=mg
1030·V·9.8=m·9.8, V=0.21 m3
Fracción dela esfera sumergida, 0.21/0.3=0.7=70%
Problema 4

La prensa hidráulica de la figura está formada por dos depósitos cilíndricos, de diámetros 10 y 40 cm respectivamente, conectados por la parteinferior mediante un tubo, tal como se indica en la figura. Contienen dos líquidos inmiscibles: agua, de densidad 1 g/cm3 y aceite 0.68 g/cm3.
Determinar el valor de la masa m para que el sistema esté...