Problemas Hidrostát ica

Alumno: César Fabián Escareño Ramírez

Ing. M iguel Ángel Ruiz Torres

NUA: 435400

Sección 15.1 – Densidad

15.1 -¿Qué volumen ocupa 0.4kg de alcohol? ¿Cuál es el peso de este volumen?

15.2 –Una sustancia desconocida t iene un volumen de 20ft ³ y pesa 3370 lb. ¿Cuáles son el peso

específico y la densidad?

15.3 - ¿Qué volumen de agua t iene la misma masa que 100cm³ de plomo? ¿Cuál es el peso

específico del plomo?

15.4 – Un mat raz de 200mL (1L= 1000cm³) está lleno de un líquido desconocido. Una balanza

elect rónica indica que el líquido en cuest ión t iene una masa de 176g. ¿Cuál es la gravedad

especif ica del líquido?

Sección 15.3 Presión de fluidos

15.5 – Halle la presión en kilo pascales producida por una columna de mercurio de 60cm de alto,

¿Cuál es esa presión en lb/ in² y en atmosferas?

15.6 – Un tubo cont iene agua bajo una presión manomét rica de 400kPa. Si se cubre un orif icio de

4mm de diámet ro en el tubo, con un t rozo de cinta adhesiva, ¿Qué fuerza tendrá que ser capaz de

resist ir la cinta?

15.7 – Un submarino se sumerge a una profundidad de 120 ft y se nivela. El interior del submarino

se mant iene a la presión atmosférica. ¿Cuáles son la presión y la fuerza total aplicadas a una

escot illa de 2ft de ancho y 3 ft de largo? El peso específico del agua de mar es de 64lb/ ft ³

aproximadamente.

15.8 – Si usted const ruye un barómet ro usando agua en lugar de mercurio. ¿Qué altura del agua

indicara una presión de una atmosfera?

15.9 – Un pistón de 20kg descansa sobre una muest ra de gas en un cilindro de 8 cm de diámet ro.

¿Cuál es la presión manomét rica sobre el gas? ¿Cuál es la presión absoluta?

15.10 – Un tubo abierto en forma de U, t iene 1 cm² de sección t ransversal. ¿Qué volumen de agua

deberá verterse en el tubo de la derecha para que el mercurio del tubo de la izquierda se eleve 1

cm por encima de su posición original?

15.11 – La presión manomét rica en un neumát ico de automóvil es de 28 lb/ in². Si la rueda soporta

1000 lb, ¿Cuál es el área del neumát ico que está en contacto con el suelo?

15.12 – Dos líquidos que no reaccionen químicamente se encuent ran en un tubo doblado.

Demuest re que las alturas de los líquidos por encima de su superficie de separación son

inversamente proporcionales a sus densidades:

H1/ h2 = p2/ p1

15.13 – Suponga que los dos líquidos contenidos en el tubo en forma de U, son agua y aceite.

Calcule la densidad del aceite si el agua se mant iene 19 cm por encima de la interfaz y el aceite

permanece a 24cm por encima de la interfaz.

15.14 – Un manómet ro de presión de agua indica una presión de 50 lb/ in² al pie de un edif icio.

¿Cuál es la máxima altura a la cual subirá el agua en el edif icio?

Sección 15.5 – La prensa hidráulica

15.15 – Las áreas de los pistones grandes y pequeños de una prensa hidráulica son 0.5 y 25 in²

respect ivamente. ¿Cuál es la ventaja mecánica ideal de la prensa? ¿Qué fuerza se tendrá que

ejercer para levantar una carga de 1 tonelada (2000lb)? ¿A t ravés de que distancia deberá de

actuar la fuerza de ent rada para levantar esta carga hasta una distancia de 1 in?

15.16 – Una fuerza de 400 N se aplica al pistón pequeño de una prensa hidráulica cuyo diámet ro

es 4cm. ¿Cuál deberá ser el diámet ro del pistón grande para que pueda levantar una carga de

200kg?

15.17 –El tubo de ent rada que suminist ra presión de aire para operar un gato hidráulico t iene 2 cm

de diámet ro. El pistón de salida es de 32 cm de diámet ro. ¿Qué presión de aire (presión

manomét rica) se tendrá que usar para levantar un automóvil de 1800kg?

15.18 – El área de un pistón en una bomba de fuerza es de 10in². ¿Qué fuerza se requiere para

elevar el agua con el pistón hasta una altura de 100ft?

Sección 15.6 – Principio de Arquímedes

15.19 – Un cubo de 100g que mide 2 cm por lado se ata al ext remo de una cuerda y se sumerge

totalmente en agua. ¿Cuál es el empuje y cuál es la tensión en la cuerda?

15.20 – Un objeto solido pesa 8N en el aire. Cuando este objeto se cuelga de una balanza de

resorte y se sumerge en agua, su peso aparente es de solo 6.5 N. ¿Cuál es la densidad del objeto?

15.21 – Un cubo de madera cuyas art istas miden 5cm cada una, f lota en agua con t res cuartas

partes de su volumen sumergidas.

a) ¿Cuál es el peso del cubo?

b) ¿Cuál es la masa del cubo?

c) ¿Cuál es la gravedad especif ica del cubo?

15.22 – Un t rozo de metal de 20g t iene una densidad de 4000kg/ m³. Está atada a un hilo delgado y

se sumerge en un recipiente de aceite (1500 kg/ m³) hasta que se sumerge por completo. ¿Cuál es

la tensión en el hilo?

15.23 – Se ha observado que la masa de un fragmento de cierta roca es de 9.17g en el aire.

Cuando el t rozo se sumerge en un f luido de 873 kg/ m³ de densidad, su masa aparente es de solo

7.26g. ¿Cuál es la densidad de esa roca?

15.24 – Un globo de 40m de diámet ro está lleno de helio. La masa del globo y la canast illa que

lleva adjunta es de 18 kg. ¿Qué masa adicional puede levantar este globo?

15.25 – A t ravés de una manguera de 1 in de diámet ro f luye gasolina con una velocidad media de

5ft / s. ¿Cuál es el gasto en galones por minuto (1ft ³ = 7.48 gal)? ¿Cuánto t iempo tardaría en llenar

un tanque de 20 gal?

15.26 – A part ir de un deposito terminal de 3 cm de diámet ro, f luye agua con una velocidad

promedio de 2m/ s. ¿Cuál es el gasto en lit ros por minuto(1L = 0.001m³). ¿Cuánto tardaría en

llenarse el recipiente de 40 L?

15.27 - ¿Cuál tendrá que ser el diámet ro de una manguera para que pueda conducir 8L de

pet róleo en 1 min con una velocidad de salida de 3m/ s?

15.28 – EL agua que fluye de un tubo de 2 in sale horizontalmente a razón de 8 gal/ min. ¿Cuál es la

velocidad de salida? ¿Cuál es el alcance horizontal del chorro de agua si el tubo está a 4 ft del

suelo?