La solución de los problemas de disciplina de la Física

PASCAL

1-.Se desea elevar un cuerpo de 1000 kg utilizando una elevadora hidráulica de plato grande circular de 50 cm de radio y plato pequeño circular de 8 cm de radio, calcula cuánta fuerza hay que hacer en el émbolo pequeño.

S2 = π R2 = π 0,52 = 0,785 m2 S1 = π R2 = π 0,082 = 0,0201 m2

F2 = m g = 1000 • 9,8 = 9800 N

F1 = F2 • S1 / S2

F1 = 251 N

2-.El radio del émbolo menor de una prensa hidráulica es de 10 cm. Si sobre él se aplica una fuerza de 30 N, el otro émbolo responde con una de 270 N. Determina el radio de este segundo émbolo.

3-.El área de un pistón en una bomba de fuerza es de 10cm2, ¿Que fuerza se requiere para elevar agua con el pistón hasta una altura de 10m?

p = d g h = 1000 x 9,8 x 10 = 98000 Pa

S = 10 cm² = 10 x 10^-4 m²

F = p S = 98000 x 10 x 10^-4 = 98 N

ARQUIMEDES

1-. Una bola de acero de 5 cm de radio se sumerge en agua, calcula el empuje que sufre y la fuerza resultante?

Volumen: 5,236 • 10-4 m3

E = ρagua•Vsumergido•g = 1000 • 5,236 • 10-4 • 9,8 = 5,131 N

W= mg = ρvg

ρacero = 7,9 g/cm3 = 7900 kg/m3

m = ρacero • V = 7900 • 5,234 • 10-4 = 4,135 kg

P = m • g = 4,135 • 9,8 = 40,52 N

2-.Se desea calcular la nasa específica de una pieza metálica, para esto se pesa en el aire dando como resultado 19 N y a continuación se pesa sumergida en agua dando un valor de 17 N.

m = P/g = 19/9,8 = 1,939 kg.

ρ= m/V = 1,939/2,041 • 10-4 = 9499 kg/ m3

3-. Un recipiente contiene una capa de agua (ρ2 =1,003g/cm3), sobre la que flota una capa de aceite, de masa específica ρ1= 0,803 g/cm3. Un objeto cilíndrico de masa específica desconocida ρ3 cuya área en la base es A y cuya altura es h, se deja caer al recipiente, quedando a flote finalmente cortando la superficie de separación entre el aceite y el agua, sumergido en esta última hasta la profundidad de 2h/3. Determinar la masa es

E1 + E2 - P = 0

ρ1g A h + ρ2 g A h - ρ g A h = 0

ρ1 + ρ2 = ρ

ρ = 0.933 gr/cm3

LEY DE BOYLE

1-. Un globo se encuentra a una presión de 500mmHg y tiene un volumen de 5L ¿Qué volumen ocupará si la presión es de 600mmHg?

V1P1 = V2P2

V2 = V1P1/P2

V1P1/P2 = (5L)(500mmHg)/600mmHg = 2500LmmHg/600mmHg = 4.166 L

2-.Una bolsa está inflada. Tiene un volumen de 900ml a una presión de 1atm ¿Qué presión se necesita para que el globo reduzca su volumen 200ml?

Vo=- 900ml

Po= 760mmHg

Pf - 200ml menos que la inicial; es decir, 700ml

V1P1 = V2P2

P2 = V1P1/V2

P2 = V1P1/V2 = (900ml)(760mmHg)/700ml = 684000mlmmHg/700ml = 977.14mmHg

3-. A presión de 17 atm, 34 L de un gas a temperatura constante experimenta un cambio ocupando un volumen de 15 L ¿Cuál será la presión que ejerce?

(P1) = 17 atm

(V1) = 34 L

(V2) = 15 L

LEY DE CHARLES

1. Un gas ocupa un volumen de 3.5 litros a una temperatura de 60K. Si la presión permanece constante a que temperatura en volumen seria de 6.5 litros.

V1= 3.5 Lt

T1= 60 K

V2= 6.5 Lt

T2=

V1/T1 =V2/T2

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