Néstor Mauricio Tovar Acero. Física 11 1. una manguera de sección Circular de diámetro interior de 2,0 cm, por la que fluye agua a una tasa de 0,25 litros por Cada segundo. ¿Cuál es la velocidad del agua en la manguera?. El orificio de la boquilla de la Manguera es de 1,0 cm de diámetro interior. ¿Cuál es la velocidad de salida del agua? Solución: Disponemos del flujo de agua que circula por la manguera que es de 0.25lt/s. Q=AV
Esta ecuación permite calcular la velocidad de salida del agua por la boquilla, puesto que el flujo que pasa por la manguera es el mismo que pasa por la boquilla. Es decir, se debe cumplir la relación:
2. Se desea calcular la masa 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. ¿calcular el volumen de agua que se sale ? Solución: Si en el agua pesa 2 N menos que fuera, es que el empuje vale 2 N, utilizando la fórmula del empuje podemos sacar el volumen sumergido, es decir, el volumen de la pieza. E = D (agua) V (sumergido) G
2 = 1000 V 9,8
V = 2,041 • 10-4 m3
Sabiendo el peso real de la pieza sacamos su masa m = P/g = 19/9,8 = 1,939 kg Ya sabemos el volumen de la pieza y su masa, por tanto su densidad será: d = m/v = 1,939/2,041 · 10-4 = 9499 kg/m3
3. una estrella de neutrones tiene un radio de 10km y una masa de 2x kg ¿Cuánto pesaría un volumen de 1 de esa estrella , bajo la influencia de la fuerza gravitacional de la tierra ?
4. ¿cuál es la presión a 1m y a 10 m de profundidad desde la superficie del mar suponga que ⁄ es de 1.01X
como densidad del agua del mar y que la presión atmosférica en la superficie del mar suponga además que a este nivel de presión la densidad no varía con la profundidad?
.
5. Dos fluidos se mezclan en forma homogénea quedando burbujas en la suspensión. La mezcla con las 3 burbujas ocupa un volumen total de 1.2 lit. Si las densidades y masas de cada fluido songr/cm , 3 m1 = 600 gr 0.8 gr/cm y m2 = 400 gr, considerando despreciable la masa del aire en las burbujas, calcule: a)
El volumen total de las burbujas
b)
La densidad de la mezcla.
Solución: a): El volumen de la mezcla está dado por la suma de los volúmenes individuales de los fluidos 1, 2 y de las burbujas.
Despejando VB, obtenemos
3
VM = 1200 cm , el volumen de la mezcla es dato; y los volúmenes de los fluidos 1 y 2 se obtienen de los datos del problema de la siguiente forma: 3 3 V1 =m1gr/1cm = 600 cm ; 3 3 V2 = m2/400gr/0.8gr/cm = 500 cm Sustituyendo los valores anteriores), obtenemos:
b): La densidad de la mezcla está dada por la masa de la mezcla entre el volumen de la misma. ⁄ 6. un a niño levanta un automóvil con la ayuda de un elevador hidraulico.El auto pesa 8000N descansa en un pistón cuya área es de 2000cm2. Determine el valor de la fuerza que el niño está ejerciendo, si se sabe qué área del pistón que empuja es de 25cm2 Solución P1 = P2 F1/A1 = F2/A2 8000N/2000cm² = F2/25cm² F2 = 25cm²x8000N/2000cm² F2 = 100 N 7. En la pared de un depósito lleno hasta una altura de 9cm , se abre un orificio circular de 1cm de radio en el punto medio de la altura del líquido si el nivel del depósito permanece constante calcular : a) la rapidez de salida del orificio Solución Vo = √ Vo = √ Vo = 9.39m/s
⁄
8. 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. Solución: En este ejercicio nos dan datos para calcular las dos superficies y para el peso a levantar, es decir calculamos previamente S1, S2, F2 y calculamos F1 despejando.
Si multiplicamos en cruz y despejamos F1 = F2 · S1 / S2 introduciendo los datos anteriores: F1 = 251N 9. Con una grúa hidráulica se quiere levantar un coche de masa 1000 Kg. Si la superficie del émbolo menor es de 10 cm2 y la del émbolo mayor es de 3 m2, ¿qué fuerza debe aplicarse? Solución - La grúa hidráulica funciona por el principio de Pascal, que establece que la presión ejercida sobre un líquido se transmite al resto del mismo. De ello deducimos la ecuación de la prensa
10. Un buque tiene una masa de 5x Tm y un volumen de 2.5x volumen sumergido en el mar con respecto a su volumen total.
m3. Calcula el porcentaje de
Solución Se resuelve de forma parecida al problema 8. Pero primero tenemos que calcular la densidad del barco con los datos del enunciado
Y en porcentaje, será el 19 % la parte del barco que queda sumergida 11. En una probeta hemos medido 50 cm3 de una mezcla combustible. Al pesar el combustible en la balanza se obtiene una masa de 34 g. ¿Cuál es la densidad de ese producto? Expresa el resultado en Kg/m3
Solución La densidad se define:
12. Sabiendo que la presión atmosférica al borde del mar es de 101300 Pa, ¿qué altura habría tenido la columna del experimento de Torricelli si en vez de hacerlo con mercurio de densidad 13580 Kg/m3, lo hubiera hecho con agua, de densidad 1000 Kg/m3 Solución También utilizamos el principio fundamental de la hidrostática, pero ahora conocemos la presión (la atmosférica) y calculamos la altura
Por esa razón, Torricelli utilizó un líquido mucho más denso como es el mercurio
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