SOLUCION CUESTIONARIO

SOLUCION TALLER 2 CALOR Y ONDAS

2. Un bloque de metal de 10 kg que mide 12cm x 10cm x 10cm se suspende de una balanza y se sumerge en agua, el lado de 12 cm está vertical, y la parte superiordel bloque se encuentra a 5cm por encima de la superficie del agua.

A) ¿Cuáles son las fuerzas que actúan sobre las partes superior e inferior del bloque? (considere P0 = 1.0130 x 105N/m2)Principio de Arquímedes: Todo cuerpo sumergido en un líquido recibe un empuje de abajo hacia arriba equivalente al peso del líquido que desplaza.
Cuánto pesa el agua desplazada? 12 de lado - 5 quesobresale = 7 cm sumergidos
Volumen del agua desplazada 7 x 10 x 10 = 700 cm3
Como el agua pesa 1gr/cm3 el peso del agua es 700gr. = 7Nw
Ese es el empuje del agua de abajo hacia arriba.
Al sumergir elbloque en el agua, el bloque va perdiendo de su peso un peso equivalente al del agua que va desplazando.
Antes de ser sumergido el bloque pesaba 100N. Pero al ser sumergido 7 centímetros el aguaempujo 7 N hacia arriba, y la tensión del cable se redujo a 100 - 7 = 93N

B) ¿Cuál es la lectura de la balanza de resorte?
Puesto que el sistema está en equilibrio se tiene que:



En donde  es elempuje,  la fuerza que ejerce la balanza sobre el bloque,  la presión atmosférica y  el área. Siguiendo esta expresión y de acuerdo al principio de Arquímedes para el empuje, se tiene que:
Fb= PoA +mg – E
Fb= (1.0130 x 105N/m2) (6 x 10-3m2) + (10 Kg) (9,8 m/s2) – 93 N
Fb= 607,8 N + 98 N – 93 N
Fb= 705,8 N – 93 N
Fb= 612,8 N
C) Muestre que la fuerza de flotación es igual a la diferenciaentre las fuerza en la parte superior e inferior del bloque.

FUERZA EMPUJE TOTAL (SUMERGIDO TOTALMENTE)
E0= 12cm x 10cm x 10cm = 1,2 L = 1,2 Kg = 11,8 N

FUERZA EMPUJE SUMERGIDO 7 cm (hundidohasta 5 cm de la cara superior)
E1= 7 cm x 10cm x 10cm = 0,7 L = 0,7 Kg = 6,86 N
Fb= E0 - E1 = 11,8 N - 6,86 N
Fb= 4,94 N


3. Tres niños que pesan 37,5kg cada uno construyen una balsa...