hidrostÁtica

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Conocimientos básicos de hidrostática y ejercicios de reforzamiento-

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MOVIMIENTO PARABLICO

Fsica

HIDROSTTICAPor qu flotan los barcos de metal?FLUIDOEl fluido es aquella sustancia que puede escurrir fcilmente y pueden cambiar de forma debido a la accin de pequeas fuerzas cortantes o de cizallamiento. Por lo tanto, el trmino fluido incluye a los lquidos y gases.

PRESINLa presin (P) producida por una fuerza (F) perpendicular a una superficie y distribuida sobre su rea (A), est dada por la siguiente relacin:

PRESIN ATMOSFRICAEl aire, como cualquier sustancia cercana a la Tierra, es atrado por ella; es decir, el aire tiene peso. Debido a esto, la capa atmosfrica que envuelve a la tierra y que alcanza una altura de decenas de kilmetros, ejerce una presin sobre los cuerpos sumergidos en ella. Esta presin se denomina presin atmosfrica. Po = 1 atmsfera = 76 cm de Hg = 1,013105 Pa1 bar = 105 Pa

Densidad ()La densidad (o masa especfica), es una propiedad importante de cualquier material y est definida como la razn de la masa por la unidad de su volumen.

Peso especfico ()La densidad (o masa especfica), es una propiedad importante de cualquier material y est definida como la razn de la masa por la unidad de su volumen.

Presin hidrosttica (Ph)La presin hidrosttica (Ph) en un punto en el interior de un lquido estacionario est generado por el peso del lquido de altura h arriba del punto (Q).

Principio fundamental de hidrosttica (P)La diferencia de presiones entre dos puntos situados en un mismo lquido en reposo es directamente proporcional a la diferencia de alturas entre dichos puntos.

Principio de PascalTodos los fluidos (lquidos y gases) transmiten la presin que se les comunica con la misma intensidad y en todas las direcciones a todos los puntos interiores del lquido y a las paredes del recipiente que los contiene.

Prensa hidrulica

Principio de ArqumedesTodo cuerpo sumergido en forma parcial o total en un lquido recibe un empuje vertical hacia arriba, igual al peso del lquido desplazado por el cuerpo.E = lq.g.Vsum

Wreal = Waparente + EVideo

Video

Peso real y peso aparentePrincipio de Arqumedesa). Cuando lq cuerpo ; el cuerpo flota parcial o totalmente sumergidoWreal = Empuje, entonces c.Vc = lq.Vsum b). Cuando lq cuerpo ; el cuerpo se sumerge totalmente.Wreal = Wap + E, entonces Vc = Vsum VideoProblemas1. Calcular la densidad de un cuerpo de 3,5 kg cuyo volumen es de 0,07 m3 (g = 9,8 m/s2) a) 10 kg/m3 b) 50 kg/m3 c) 100 kg/m3 d) 150 kg/m3 e) 200 kg/m32. Cul es la densidad de un cuerpo de 4 kg que ocupa un volumen de 0,02 m3?a) 50 kg/m3 b) 100 kg/m3 c) 150 kg/m3 d) 200 kg/m3 e) 250 kg/m33. Cul es la densidad de un cuerpo de 12 kg, cuyo volumen es de 5 cm3?a) 1,2106 kg/m3 b) 2,4106 kg/m3 c) 1,5106 kg/m3 d) 4,5106 kg/m3 e) 3,5106 kg/m34. Calcular la masa de un cuerpo cuya densidad es de 125 kg/m3 y su volumen 64 000 cm3a) 7 kg b) 8 kg c) 9 kg d) 10 kg e) 11 kg5. Calcular la presin que ejerce en su base una pirmide cuadrangular de 40 cm de lado cuyo peso es de 800 N.a) 2 kPa b) 5 kPa c) 4 kPa d) 6 kPa e) kPa6. La punta de un lpiz tiene un rea de 0,002 cm2, si se comprime contra el papel con una fuerza de 10 N, Cul es la presin sobre el papel?a) 50 MPa b) 60 MPa c) 80 MPa d) 200 MPa e) 20 MPa7. Halla la presin media en cada caso:a) 50 MPa b) 60 MPa c) 80 MPa d) 200 MPa e) 20 MPaa) 50 Pa; 20 Pa b) 20 Pa; 10 Pa c) 10 Pa; 5 Pa d) 5 Pa; 10 Pa e) 50 Pa; 5 Pa

8. Hallar la presin hidrosttica en el fondo de una piscina de 2,5 m de profundidad (g = 10 m/s2)a) 2,5 kPa b) 30 kPa c) 25 kPa d) 250 kPa e) 300 kPa9. Calcular la presin en un punto situado a 30 cm de profundidad del agua (g = 10 m/s2)a) 1 kPa b) 1,5 kPa c) 2 kPa d) 2,5 kPa e) 3 kPa10. Calcular la profundidad del kerosene en la cual est sumergido un cuerpo, si soporta una presin de 4 kPa (kerosene = 800 kg/m3; g = 10 m/s2)a) 5 cm b) 50 cm c) 20 cm d) 25 cm e) 500 cm11. Determina la presin que experimenta un punto situado a 20 m de profundidad de una superficie de agua. (g = 10 m/s2)a) 100 kPa b) 50 kPa c) 90 kPa d) 150 kPa e) 200 kPa12. Cul es el volumen sumergido de un cuerpo de 10 m3 y 500 kg/m3 que se halla flotando en agua? . (g = 10 m/s2)a) 1,5 m3 b) 2 m3 c) 2,5 m3 d) 5 m3 e) 7,5 m313. Un tronco de 10 kN flota en agua de mar, sumergido el 40%; determinar el volumen del tronco. La densidad del agua de mar es 2 000 kg/m3. (g = 10 m/s2)a) 1,5 m3 b) 1,25 m3 c) 2,5 m3 d) 3,25 m3 e) 2 m314. Un tronco de pino flota con el 20% de su volumen fuera del agua. Halla la densidad del tronco. (g = 10 m/s2)a) 100 kg/m3 b) 500 kg/m3 c) 600 kg/m3 d) 800 kg/m3 e) 400 kg/m315. Un bloque de 500 N de peso se encuentra parcialmente sumergido en agua. Cul es el volumen sumergido. (g = 10 m/s2)a) 0,02 m3 b) 0,04 m3 c) 0,05 m3 d) 0,01 m3 e) 0,5 m316. Un objeto en el aire pesa 20 N, y sumergido completamente en el agua 4 N, Cul es su densidad en g/cm3? (g = 10 m/s2)a) 1,0 g/cm3 b) 1,5 g/cm3 c) 1,25 g/cm3 d) 2,0 g/cm3 e) 2,5 g/cm317. En una prensa hidrulica las reas de los pistones son 0,03 m2 y 0,98 m2 Calcula la fuerza F que se puede aplicar en el pistn menor para levantar una carga de 500 kg. (g = 10 m/s2)a) 120 N b) 150 N c) 160 N d) 180 N e) 200 N18. En una prensa hidrulica cuyas reas de sus respectivos mbolos son de 30 cm2 y 200 cm2 Qu fuerza deber ser aplicada en el mbolo menor para mantener en equilibrio un cuerpo de 800 N? a) 100 N b) 110 N c) 120 N d) 130 N e) 150 N20. Halla la densidad de un cuerpo que flota en un lquido cuya densidad es de 8 000 kg/m3, sabiendo que el 25% del volumen del cuerpo est fuera del lquido. (g = 10 m/s2)a) 4 000 kg/cm3 b) 5 000 kg/cm3 c) 6 000 kg/cm3 d) 7 000 kg/cm3 e) 8 000 kg/cm301. Determina la densidad de un cuerpo que flota con el 50% de su volumen fuera del agua. (g = 10 m/s2)a) 300 kg/cm3 b) 400 kg/cm3 c) 450 kg/cm3 d) 500 kg/cm3 e) 600 kg/cm3BLOQUE II02. Una piscina de 6 m de profundidad est totalmente llena de agua. Halla la presin hidrosttica en un punto a 2 m del fondo . (g = 10 m/s2)a) 10 kPa b) 20 kPa c) 40 kPa d)150 kPa e) 60 kPa03. Determina la presin que experimenta un punto situado a 20 m de profundidad de una superficie de agua. (g = 10 m/s2)a) 100 kPa b) 50 kPa c) 90 kPa d) 150 kPa e) 200 kPa04. Cul es la presin que experimenta un buzo situado a 80 m de profundidad en agua de mar. (agua de mar = 1,5 g/cm3; (g = 10 m/s2)a) 1 200 kPa b) 200 kPa c) 1 500 kPa d) 80 kPa e) 100 kPa05. Del problema anterior, Cul ser la variacin de presin, si el buzo asciende hasta 30 m de su posicin inicial? (g = 10 m/s2)a) 1 200 kPa b) 750 kPa c) 450 kPa d) 600 kPa e) 400 kPa06. En la figura mostrada, determina la presin hidrosttica en el punto G. las densidades de los lquidos no miscibles son: A = 800 kg/m3 y B = 1 000 kg/m3? (g = 10 m/s2)a) 10 kPa b) 12 kPa c) 15 kPa d) 120 kPa e) 24 kP

07. Una esfera est sumergido parcialmente en el agua, sabiendo que el volumen no sumergido es el 20% de su volumen total; determina la densidad del cuerpo. (agua = 1 000 kg/m3, g = 10 m/s2)a) 500 kg/m3 b) 600 kg/m3 c) 700 kg/m3 d) 800 kg/m3 e) 900 kg/m3

08. Un cuerpo experimenta una fuerza de empuje de 0,06 N, sumergido en el agua. Calcular el volumen del cuerpo (g = 10 m/s2)a) 2 cm3 b) 3 cm3 c) 5 cm3 d) 6 cm3 e) 8 cm3 09. Un cuerpo pesa 100 N en el aire, y su peso aparente es de 20 N sumergido en un lquido cuya densidad es de 2 000 kg/m3. Calcular el volumen del bloque (g = 10 m/s2)a) 2 000 cm3 b) 3 000 cm3 c) 4 000 cm3 d) 3x106 cm3 e) 0,002 cm3 10. Un trozo de vidrio pesa 20 N en el aire y tiene un peso aparente de 15 N en el agua. Cul es su densidad?(g = 10 m/s2)a) 5 000 kg/m3 b) 4 000 kg/m3 c) 3 000 kg/m3 d) 2 x 104 kg/m3 e) 400 kg/m3 11. En la figura mostrada, el volumen del cuerpo es de 4 x 10-4 m3 y cuya densidad es de 300 kg/m3. Calcular la tensin de la cuerda (g = 10 m/s2)a) 1 N b) 2,2 N c) 2,8 N d) 3,4 N e) 4,8 N