PRESION – PASCAL - ARQUIMIDES

1. Si 1.000.000 Nt de peso se colocaran sobre la cubierta de un buque, este se sumergiría 2,5 cm en el agua. ¿Cuál es el área de la sección transversal del buque, a nivel del agua?

2. El plomo tiene una densidad mayor que el hierro, y ambos son más densos que el agua. ¿La fuerza de flotación sobre un objeto de plomo es mayor que, menor que o igual a la fuerza de flotación sobre un objeto de hierro del mismo volumen?

3. Un cubo de hielo se coloca en un vaso de agua. ¿Qué sucede con el nivel del agua cuando se funde el hielo?

4. Un pez descansa en el fondo de una cubeta con agua mientras se está pesando. Cuando el pez empieza a nadar dentro de la cueta, ¿cambia su peso?

5. Hallar la presión sobre el fondo de una vasija de 76 cm de profundidad cuando se llena de: a) agua, b) mercurio. (7,45x103 Nt/m2, 1.013x106 dinas/cm2)

6. Un submarino se encuentra a 120 m de profundidad. ¿De qué presión, sobre la atmosférica, debe disponer para poder expulsar el agua de los tanques de lastrado? La densidad relativa del agua de mar es 1,03. (121,128 Nt/cm2)

7. ¿A qué altura se elevará el agua por las tuberías de un edificio si un manómetro situado en la planta baja indica una presión de 29,4 Nt/cm2? (30 m)

8. El petróleo de un pozo a 2.000 m de profundidad tiene una presión de 200 kp/cm2. Hallar la altura de la columna de lodo de perforación necesaria para taponar y compensar esta presión sabiendo que 1 m3 de lodo tiene una masa de 2.500 kg. (800 m)

9. Las secciones rectas de los émbolos de una prensa hidráulica son A1 = 1200 cm2 y A2 = 30 cm2. Si se aplica al émbolo más pequeño una fuerza F2 = 98 Nt, ¿cuál es la fuerza resultante sobre el otro? (3920 Nt)

10. La presión que puede soportar una columna de agua de 50 cm de altura, la soporta también una columna de una solución salina de 50 cm de altura. Hallar la densidad de dicha solución. (1,2 gr/cm3)

11. La presión atmosférica a nivel del mar es aproximadamente 105 Pa. ¿Cuál es la fuerza ejercida sobre la superficie de un escritorio de 152 cm de largo y 76 cm de ancho? (1,2x105 Nt)

12. La huella que deja una llanta de un auto sobre el piso es un rectángulo de 12 cm x 18 cm. Si la masa del auto es de 925 kg. ¿Qué presión ejerce sobre el piso? (100.000 Pa)

13. Un ladrillo de plomo de 5x10x20 cm descansa en el piso sobre su cara más pequeña. ¿Qué presión ejerce? (23 kPa)

14. En un tornado, la presión puede ser 15% menor que la presión atmosférica normal. Aún más, es posible que un tornado se mueva tan rápidamente que esta caída de presión puede ocurrir en un segundo. Suponga que repentinamente ocurre un tornado frente a su puerta (182 cm de alto y 91 cm de ancho) fuera de su cuarto. ¿Qué fuerza ejercería sobre la puerta? ¿En qué dirección? (2,5x104 Nt, hacia el exterior)

15. Las sillas de los dentistas son ejemplos de sistemas hidráulicos. Si la silla pesa 1.600 Nt y descansa sobre un pistón cuya sección transversal tiene un área de 1.440 cm2, ¿qué fuerza se debe aplicar al pistón pequeño para subir la silla si su sección transversal tiene un área de 72 cm2? (80 Nt)

16. Una joven está flotando en un lago de agua fresca con su cabeza sobre el agua. Si la joven pesa 600 Nt, ¿cuál es el volumen de la parte de su cuerpo sumergido? (0,06 m3)

17. ¿Cuál es la tensión de un alambre que soporta una cámara de 1250 Nt sumergida en el agua? El volumen de la cámara es 8,3x10-2 m3? (4.400 Nt)

18. Un gato hidráulico empleado para levantar autos se denomina "gato de tres toneladas". El pistón más grande tiene 22 mm de diámetro y el más pequeño tiene 6,3 mm. Suponga que una fuerza de tres toneladas equivale a 3x104 Nt. ¿Qué fuerza debe ejercerse sobre el pistón más pequeño para levantar un peso de tres toneladas?

19. En un almacén de máquinas se emplea una prensa hidráulica para levantar equipo pesado para repararlo. El sistema tiene un pistón pequeño cuya sección transversal tiene un área de 7x10-2 m2 y el pistón grande, una sección transversal cuya área mide 2,1x10-1 m2. Un motor que pesa 2,7x103 Nt descansa sobre el pistón grande. ¿Qué fuerza se debe aplicar sobre el pistón pequeño para levantar el motor?

20. Un libro de física de 0,75 kg y de 24 cm por 20 cm descansa sobre una mesa. a) ¿Qué fuerza ejerce el libro sobre la mesa?, b) ¿Qué presión ejerce el libro sobre la mesa?

21. El radio de la base de un cilindro sólido de 75 kg de masa y 2,5 m de largo mide 5 cm. ¿Qué presión ejerce el cilindro si descansa sobre su base?

22. Un depósito de agua tiene 15 m de profundidad. ¿Cuál es su presión a) en la base del depósito?, b) 5 m debajo de la superficie del depósito?

23. Un tubo de ensayo sostenido verticalmente contiene 2,5 cm de aceite (d = 0,81 gr/cm3) y 6,5 cm de agua. ¿Cuál es la presión sobre la base del tubo?

24. ¿Cuál es el peso aparente de una roca sumergida en el agua si la roca pesa 54 Nt en el aire y tiene un volumen de 2,3x10-3 m3?

25. Si la roca del problema anterior se sumerge en un líquido cuya densidad es el doble que la del agua, ¿cuál será su nuevo peso aparente en este líquido?

26. Un recipiente de 1 lt completamente lleno de mercurio tiene un peso de 133,3 Nt. Si el recipiente se sumerge en agua, ¿cuál es la fuerza de empuje que actúa sobre él?

27. ¿Cuál es el peso real (peso en el vacío) de un metro cúbico de madera de balsa que tiene una densidad relativa de 0,15?. 1470 Nt.

28. Un cubo de madera de 20 cm de lado y que tiene una densidad de 0,65x103 kg/m3 flota en el agua. A) ¿Cuál es la distancia de la cara superior del cubo al nivel del agua?, b) ¿qué peso de plomo tiene que ponerse sobre la parte superior del cubo para que ésta esté justo al nivel del agua?. 7cm; 2,8 kg

29. Una rana en una vaina hemisférica descubre que flota verdaderamente sin hundirse en un mar azul-gris (d = 1,35 gr/cm3). Si la vaina tiene un radio de 6 cm y una masa despreciable, ¿cuál es la masa de la rana? 0,611 kg

30. Una tabla de estireno tiene un espesor de 10 cm y una densidad de 300 kg/m3. ¿Cuál es el área de la tabla si flota sobre agua dulce cuando un nadador de 75 kg está sobre ella? 1,07 m2

31. ¿Cuántos metros cúbicos de helio (d = 0,18 kg/m3) son necesarios para elevar un globo con una carga de 400 kg hasta una altura de 8.000 m? Suponga que el globo mantiene un volumen constante y que la densidad del aire disminuye con la altura z de acuerdo con la expresión d aire = d o e-z/8.000, donde z está en metros y d o = 1,29 kg/m3 es la densidad del aire a nivel del mar. 1430 m3

 

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