Tema 5

5 LAS FUERZAS Y EL EQUILIBRIO DE LOS FLUIDOS

5.9 Sobre el émbolo del cilindro menor de una grúa hidráulica se ejerce una fuerza de 10 000 N. Si el otro
émbolo tiene una sección cinco veces mayor, calcula el peso que puede levantar la grúa.
F1
F2
F2
10 000
ᎏᎏ = ᎏᎏ ⇒ ᎏᎏ = ᎏᎏ ⇒ F2 = 50 000 N
S1
S2
5S1
S1

E J E R C I C I O S

P R O P U E S T O S

5.1 Explica por qué los clavos se fabrican acabadosen punta. ¿Pueden clavarse si se rompe su punta?

5.10 Describe, utilizando esquemas y dibujos, algunas experiencias que demuestren la existencia de la presión atmosférica.

Para que la superficie sobre la que se aplica la fuerza sea pequeña y, por tanto, la presión ejercida sea mayor. Podrán clavarse
aplicando una fuerza mayor.
Al calentar suavemente un recipiente deformable (por ejemplo, deplástico) parte del aire contenido en él es expulsado. Si se cierra el
recipiente y se deja enfriar, podremos comprobar que este se aplasta,
debido a que la presión ejercida por el aire en el interior es menor
que en el exterior (al escaparse parte de la masa de aire y alcanzar
la temperatura exterior, el número de choques, por unidad de superficie, disminuye).

5.2 Una mesa de 20 kg está apoyada sobreun pie central de 800 cm2. Calcula la presión que ejerce
sobre el suelo.
La fuerza es el peso: P ϭ m g ϭ 20 и 9,8 ϭ 196 N.
La superficie es: S ϭ 0,08 m2.
F
196
La presión es: p = ᎏᎏ = ᎏᎏ = 2450 Pa.
S
0,08

Pinterior < Pexterior

Otro ejemplo sería el comportamiento de las ventosas, etc.

5.3 Describe mediante modelos de partículas por qué los gases son más compresibles que los líquidos.
Lasmoléculas de los líquidos están en contacto y es muy difícil juntarlas más. En cambio, la separación entre las moléculas de los
gases es grande en comparación con su tamaño y es fácil aproximarlas.

5.4 Explica por qué se necesitan depósitos para contener los fluidos.

5.11 Explica cómo varía la presión atmosférica con la altura.
De acuerdo con el principio fundamental de la hidrostática, la presión enun fluido varía con la profundidad. El valor de la presión
atmosférica correspondiente al nivel del mar es 1 atm; su valor disminuye con la altura y llega a anularse para alturas próximas a
100 km.

Los fluidos son sustancias que pueden fluir, es decir, pasan a través de pequeños orificios, carecen de forma y, por tanto, se necesitan
recipientes para contenerlos.
5.12 La presión atmosférica en lacima de cierta montaña es de 500 mm Hg. Expresa esta presión en atmósferas y en milibares.
5.5 ¿De qué factores depende la presión que ejerce en un punto un líquido contenido en un recipiente?
La profundidad del punto considerado, la densidad del líquido y la aceleración de la gravedad.

500 (mm Hg) и 1 (atm)
p ϭ 500 mm Hg ϭ ᎏᎏᎏ ϭ 0,66 atm
760 (mm Hg)
p ϭ 0,66 atm ϭ 0,66 (atm) и 1013 (mbar/atm) ϭ666 mbar

5.6 ¿Qué presión ejerce el agua sobre una persona que bucea en una piscina a 3 m de profundidad?
p ϭ d g h ϭ 1000 и 9,8 и 3 ϭ 29 400 Pa
5.13 Calcula a cuántos pascales equivale un milímetro de mercurio.
5.7 Explica por qué se sitúan a gran altura los depósitos de agua que abastecen a una ciudad.

1 (mm Hg) и 1 (atm) 101 300 (Pa)
p ϭ 1 mm Hg ϭ ᎏᎏᎏ и ᎏᎏ ϭ 133 Pa
1 (atm)
760 (mm Hg)

Elabastecimiento de agua a las poblaciones sigue el principio de funcionamiento de los vasos comunicantes: los depósitos de agua se
sitúan en la parte más alta para que el agua fluya por las tuberías y alcanzar así el mismo nivel en todos los puntos.

5.14 Calcula el empuje sobre un bloque metálico de 125 cm3 cuando se sumerge completamente en agua.
5.8 Describe cómo funciona una prensa hidráulica.
Unaprensa hidráulica consta de dos recipientes cilíndricos de diferente sección, llenos de líquido y conectados entre sí. Cada cilindro
tiene un pistón móvil. Si sobre el émbolo de uno de ellos se aplica una fuerza, la presión ejercida se transmite al segundo cilindro,
sobre el que se ejercerá otra fuerza. Si el área del segundo cilindro es mayor que el área del primer cilindro, se obtiene una...