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PRESIONES Y FLUIDOS


Enviado por   •  7 de Junio de 2018  •  Tareas  •  1.822 Palabras (8 Páginas)  •  405 Visitas

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PRESIONES Y FLUIDOS

  1. ¿Por qué es más fácil clavar un clavo que posee una punta más afilada que uno que no lo posee?
  2. Pasa 7’25 mmHg a Pascales, atmósferas y bares.
  3. Calcula la presión sobre cada una de las caras de un ladrillo de 2 kg de masa cuyas dimensiones son 20 x 10 x 18 cm.
  4. ¿Qué presión se soporta en los puntos A =1 m, B = 2m y C = 4 m de profundidad en una piscina llena de agua de 25 x 12 m?
  5. Deduce razonadamente quien ejerce más presión:
  1. un elefante de 1’3 toneladas apoyado sobre sus cuatro patas cada una de ellas con una superficie de 50 cm2
  2. una señora de 70 kg apoyado sobre sus dos zapatos de 5 cm2 cada uno.
  1. Si a nivel del mar la presión atmosférica es de 101300 Pa, ¿cuál será la presión total a la que se ve sometido un cuerpo que se encuentra sumergido a 100 m de profundidad en el mar (densidad del agua del mar = 1025 Kg/m3)?    Sol.:  1105800 Pa
  2. Calcula la presión total, en pascales, a 200 m de profundidad en el mar sabiendo que la atmosférica en la superficie es de 1 atm (densidad del agua del mar 1030 kg/m3).
  3. Calcula que presión actúa sobre una canica situada en el fondo de un vaso que contiene agua y aceite en cantidades de 2 y 3 cm de altura, respectivamente. DATOS: Patm = 101200 Pa, ρaceite = 900 kg/m3. La del agua es la de siempre: 1000 kg/m3.
  4. Calcula la presión total a la que se encuentra sometido un buzo sumergido a 20 m en el lago Titicaca (que se encuentra a 3810 m sobre el nivel del mar). DATOS: Presión atmosférica = 47025 Pa, densidad del agua = 1000 Kg/m3. Sol.: 243025 Pa
  5. Aplicamos una fuerza de 10 N sobre una superficie de 2 mm2 y otra de 20 N sobre 20 dm2. ¿Cuál de las dos origina mayor presión?  
  6. ¿Qué presión será mayor: la que se ejerce sobre la base de un vaso de 10 cm de altura con agua del mar (ρ = 1040 Kg/m3) o la del mismo con agua dulce (ρ = 1000 Kg/m3)? Sol.: mar
  7. El tapón de desagüe de una pila de baño tiene 4 cm de diámetro. Calcula la presión ejercida por el agua sobre el tapón, si la pila se encuentra llena de agua hasta una altura de 20 cm. ¿Con qué fuerza habrá que tirar del tapón para abrir el desagüe si la masa del tapón es de 150 g? (Dens. Del agua 1000 kg/m3).
  1. Un cilindro de aluminio(dens. 2700 kg/m3 ) de 60 cm de altura y radio 3 cm, descansa sobre una de sus bases. ¿Qué presión soporta? ¿Cuál es su peso aparente cuando se sumerge en agua, y en aceite de densidad 920 kg/m3 ?
  2. El 23 de enero de 1960, el batiscafo del profesor Piccard alcanzó el fondo de la fosa de las Marianas, que se encuentra a 11500 m de profundidad. (densidad del agua del mar 1030 kg/m3). ¿Qué presión hidrostática tuvo que soportar el batiscafo? Expresa el resultado en pascales y atmósferas. ¿Qué fuerza ejercería a dicha profundidad sobre una mirilla circular de 6 cm de radio?
  3. Una prensa hidráulica está compuesta por dos émbolos cuyos radios son 10 y 80 cm. Si aplicamos una fuerza de 300 N sobre el pequeño, ¿qué peso podremos levantar en el grande?  Sol.: 19200 N
  4. Tenemos una prensa hidráulica con dos émbolos de superficies S1 = 3·S y S2 = S. Si en S2 se aplica una fuerza F2 = 5 N:

a)  ¿Qué fuerza conseguimos levantar con el primer émbolo?

b)  Si el émbolo S2 desciende una altura h, ¿qué altura ascenderá el émbolo S1?

  1. Una prensa consta de 2 émbolos de 20 y 40 dm2. ¿Cuál es la mayor masa que podemos poner en  el émbolo apropiado ejerciendo una fuerza sobre el otro de 400 N. Sol.: 81´63 kg
  1. Calcula la fuerza que hay que ejercer sobre un émbolo pequeño de sección 10 cm de un sistema hidráulico, para mover un coche de 140 kg de masa, en una plataforma cuyo émbolo mayor tiene 40 cm de diámetro.
  1. Si el émbolo pequeño desciende 50 cm ¿qué pasa con el grande? ¿Asciende o desciende? ¿Porqué se produce este hecho y cuánto asciende?
  1. Tenemos una prensa hidráulica cuyas superficies tienen secciones de 50 cm2 y de 250 cm2. Con ella pretendemos levantar una masa de 400 kg.
  1. ¿Qué fuerza tiene que realizar el operador de la prensa?
  2. ¿En qué émbolo debe colocar la masa de 400 kg?
  3. Si la máxima fuerza que puede realizar fuese de 700 N, ¿podrá levantar el objeto?
  1. Pesas con un dinamómetro un objeto cuyo valor es 1 N en el aire, y al introducirlo en el agua totalmente pesa 0’8 N. Calcula el volumen del objeto y su densidad. DATO: densidad del agua 1000Kg/m3.  Sol.:  2´04·10-5 m3; 5000 Kg/m3

  1. Un objeto pesa en el aire (ρ = 1’3 Kg/m3) 20000 N y en el agua (ρ = 1000 Kg/m3) 16000 N. Calcula el empuje en el agua, el volumen, la masa y la densidad del objeto.  Sol.: E=4´018 N; V=0´41m3; m=2042´65 kg; (ρ = 4982 Kg/m3
  2. Un cuerpo tiene una masa de 0’28 kg, en el agua su masa aparente es de 0’19 kg, y en alcohol es de 210 g. Calcula la densidad del cuerpo y la del alcohol.
  3. Una piedra pesa 6 N en el aire y 3’5 N sumergida completamente en agua. Hallar su volumen y su densidad aplicando el principio de Arquímedes. Densidad del agua 1000Kg/m3.  Sol.: 2´55·10-4 m3; 2400 kg/m3
  4. Pesas con un dinamómetro un objeto cuyo valor en el aire es de 1N, y al introducirlo en el agua totalmente pesaba 0’8 N. Calcula el volumen del objeto y su densidad. Densidad del agua 1000kg/m3.
  5. Sumergimos un cuerpo esférico de 5 cm de radio y densidad 5000 kg/m3 en el agua. Calcula el empuje y su peso aparente en el líquido.  Sol.: E=5´13 N; Pap = 20´5 N
  6. ¿Qué fuerza es necesario hacer para mantener sumergida completamente en agua una bola de 10 cm de radio que tiene de densidad 600 kg/m3?
  7. Si quieres sumergir una bola de madera en agua tienes que aplicar una fuerza vertical hacia abajo de 300 N. Sin embargo, para sumergirla en aceite basta con aplicar una fuerza de 258 N. Calcula la densidad del aceite sabiendo que el volumen de la esfera es de 80 dm3.  Sol.: 946´43 Kg/m3
  8. Un objeto cilíndrico flota verticalmente en el agua. Calcula su densidad sabiendo que aflora 2/7 partes de su volumen.
  9. Un ortoedro macizo flota en el agua estando sumergida una tercera parte de su volumen. Calcula la densidad del ortoedro. La del agua es 1000 kg/m3.
  10. Un ortoedro macizo flota en el agua estando sumergida una quinta parte de su volumen. Calcula la densidad del ortoedro. La del agua es 1000 kg/m3.
  11. Una caja maciza de madera flota en el agua según el dibujo. ¿Cuál es el volumen emergente si la densidad de la madera es 600 Kg/m3 (la del agua es 1000Kg/m3)?

[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4]

[pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13]

Sol.: 800 m3

  1. Un bloque de madera ( d=700 kg/m3) de forma cúbica y con arista de 10 cm flota en el agua. Determina el volumen y la altura de la parte sumergida.  Sol.: 7·10-3 m3; 0´07 m
  1. Se sumerge un anillo de plata en agua, experimentando una pérdida aparente de masa de 1,5 gramos. Si la densidad de la plata ( d= 10,5 g/cm3), calcula la cantidad de plata en el anillo.


  1. Un objeto macizo de 0’6 m3 de volumen se hunde con una aceleración en el agua de 0’55 m/s2. Calcula la densidad del objeto.
  2. En una rama se echa agua y en otra un líquido de densidad desconocida. Calcular la densidad de dicho líquido.

[pic 14]

  Sol.: 1200 kg/m3

  1. Un barómetro señala 700 mm de Hg y después de ascender una cierta altura indica 690 mm de Hg. Si suponemos que la densidad media del aire se mantiene constante e igual a 1,297 kg/m3, ¿cuál es la diferencia de alturas?
  2. a)¿Dónde experimenta mayor empuje un cuerpo, sumergido a 1 m de profundidad o a 5 m? b) ¿Y mayor presión?. Razona las respuestas.
  3. Si introduces un objeto en una piscina a 1 m de profundidad ¿sufrirá un empuje diferente que si introduces el mismo objeto a 2 m de profundidad? Da una explicación detallada y razonada.
  4. Según el principio de Arquímedes, y conociendo los efectos del calor sobre los cuerpos, justificar porqué el aire o el agua caliente ascienden.
  5. Sabiendo que la densidad del hielo es 8/9 de la del agua líquida, ¿cuál será la parte emergente de un iceberg?
  6. ¿Dónde existirá mayor presión, en una montaña a 2000m de altitud o al nivel del mar?
  7. ¿Por qué un buque experimenta una elevación en su línea de flotación cuando pasa del río Amazonas al océano Atlántico?
  8. Deduce de forma razonada las expresiones del empuje y la presión en el interior de un fluido.
  9. Diferencia entre manómetro y barómetro.
  10. Experimento de Torricelli. Explicación y qué puso de manifiesto.
  11. Usando el mismo sistema que Torricelli se quiere demostrar a los incrédulos alumnos de una clase que existe la presión atmosférica y calcular (comprobar) su valor. El barómetro de que disponen da una lectura de 783 mm Hg. ¿Qué longitud mínima ha de tener el tubo empleado para  reflejar dicho resultado si el líquido empleado tiene una densidad de 10 g/cm3.
  12. Principio de Pascal.
  13. Enunciado y deducción del principio fundamental de la estática de fluidos (o de la hidrostática)
  14. ¿Por qué razón el espesor que tiene un dique aumenta con la profundidad?
  15. ¿Cómo funcionan los submarinos?
  16. ¿En que zona de la Tierra la presión atmosférica alcanza su valor máximo?
  17. En un vaso de agua lleno hasta el borde, flota un cubo de hielo. ¿Qué ocurrirá al fundirse el hielo? ¿Bajará el nivel del agua?, ¿rebosará parte del agua?, ¿no se modificará el nivel?.

Respuesta: El cubito de hielo flota en el agua porque el peso del mismo iguala a la fuerza que el agua realiza hacia arriba. Según el principio de Arquímedes, la fuerza que hace el agua es igual al peso del agua desalojada por el cubo de hielo. De lo afirmado anteriormente se deduce que el cubito de hielo pesa lo mismo que el agua que desaloja. Por lo tanto cuando se funda, el agua resultante ocupará exactamente el hueco que dejo hielo.

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