UNIVERSIDAD DE EL SALVADORFACULTAD MULTIDISCIPLINARIA DE OCCIDENTE DEPARTAMENTO DE FISICA MATERIA: FISICA II INGENIERÍA ORIENTADOR: ING. SAMUEL ADOLFO DUEÑAS APARICIO GUIA # 1 “HIDROSTÁTICA” “El maestro mediocre dice, el buen maestro explica, el maestro superior demuestra, el gran maestro inspira” William Arthur Ward (1921-1994) Profesor Estadounidense ING. SAMUEL ADOLFO DUEÑAS APARICIO 1 11. dar unidades. 8. Enuncie el principio de Pascal.Se puede concluir que: a) P y P x b) P x =P y =P z c) P x P y d) P y P Z e) ING. ¿Qué son vasos comunicantes?. 14. Las figuras representan tres recipientes conteniendo el mismo líquido. 15. ¿Qué es superficie libre de un líquido?.CUESTIONARIO Defina con sus propias palabras las siguientes interrogantes 1. ¿A qué es igual la presión de abajo hacia arriba?. 4. Enuncie el teorema fundamental de la hidrostática. ¿Es lo mismo fuerza que presión?. y y z . 16. ¿Cómo son las presiones en el fondo y en las paredes del recipiente?. Los puntos x. ¿Qué es presión?. 6.y y z se encuentran a una profundidad h. py y pz en los puntos x. Con relación a la presión p x. ¿Qué entiende por superficie de nivel?. ¿Por qué es mejor usar raquetas para caminar sobre la nieve? 17. 7. 2. 12. 3. ¿Qué es la hidrostática y la presión hidrostática?. ¿Qué son fluidos?. ¿Para que sirve la prensa hidráulica?. 9. ¿Cómo es la presión en el seno de un líquido? 5. ¿Qué es la prensa hidráulica?. SAMUEL ADOLFO DUEÑAS APARICIO P y P z 2 . 10. 13. ¿Qué propiedades se cumplen en los vasos comunicantes?. 0 m X 2. Determinar: a) Presión en el punto 2 localizado a 0. ¿es apropiado tomar en cuenta la presión atmosférica? ¿Por qué? R/ a) 5. La presión del agua en las mismas es de 4.2 x105 N 4.20 kgf (2. ING. Cuando se llena de agua.53 x105 N/m2. R/ 7. b) 7. si ρ 2 = 0. sobre el liquido menos denso se tiene un gas a presión P.03 R/ 505 N 2. La terraza de un edificio se encuentra a 90 m sobre el nivel de las tuberías de agua en la calle.73 x105 N/m2. que mide 1. R/ Si 3. Determinar si es necesario instalar una bomba para que el agua llegue hasta la terraza. 5. Los tripulantes tratan de escapar de un submarino averiado a 100 m bajo la superficie. La densidad relativa del agua de mar es 1.4 x105 N. ver figura 1. Determine el peso total del pistón y la placa.8 ρ1. R/ a) 7. b) 2. Suponga que la densidad del agua de mar es de 1025 kg/m3. b) La presión del gas.2x10 5 N/m2). SAMUEL ADOLFO DUEÑAS APARICIO 3 . c) 7. Una piscina tiene dimensiones de 24 m X 9.2 m por 0.60 x105 N/m2 y la presión a 0. para una lectura en el manómetro de 2.5 m.8 x105 N. d) No.9x105 N. Determine la fuerza que el agua de mar ejerce sobre una superficie de 5 cm 2 que se encuentra a una profundidad de 100 m.902. ¿Qué fuerza debe aplicarse a una escotilla de salida instantánea. R/ 5. b) cada lado corto y c) cada lado largo? d) Si nos preocupa la posibilidad de que las paredes de concreto y el piso se colapsen . la presión en la interfase de los líquidos es 7.2 m bajo la superficie del liquido de densidad ρ2.3 x106 N. Un tanque cerrado herméticamente contiene dos líquidos inmiscibles de densidades ρ 1 y ρ2.PROBLEMAS 1.60 m.46 x105 N/m2 ρ2 ρ1 6. ¿Cuál es la fuerza (que resulta sólo del agua) sobre a) el fondo.25 x105 N/m2. El cilindro y el tubo mostrado en la figura 2 contiene aceite de densidad relativa 0.30 m debajo de la interfase es de 7. para abrirla a esa profundidad?. Determinar la presión manométrica del aire que hace que la glicerina suba hasta el nivel B. Las densidades relativas del aceite y la glicerina son 0. R/ 20x103 N/m2 1m AIRE 2m ACEITE B 3m 1.750.8 m W PISTON B A 1.8 m Figura 2 7.25 respectivamente.832 y 1. Determinar la lectura del manómetro A en kg/cm2 R/ -8. SAMUEL ADOLFO DUEÑAS APARICIO 4 .5 m Glicerina Figura 3 8. El depósito de la figura contiene un aceite de densidad relativa 0.Manómetro 1.70x10-2 kg/cm2 (man) ING. en el recipiente. Con referencia a la siguiente figura.27 m ρH2O 5m * A X B Y * 3m h ρHg ING. Los recipientes A y B contienen agua a las presiones respectivas de 2.30 cm en el tubo? R/ -0.25. ¿Cuál es la presión manométrica en A si el mercurio asciende 34.40 kg/cm 2.40 kg/cm2 (man) 10. determine la lectura en el manómetro diferencial de mercurio mostrado en la figura. R/ 1. SAMUEL ADOLFO DUEÑAS APARICIO 5 . el punto A está a 53 cm por debajo de la superficie libre del líquido. de densidad relativa 1.80 y 1.9. . El borde superior de una compuerta en una presa está al nivel de la superficie del agua.) R/ 2. a) ¿Qué presión manométrica hay en la superficie de arriba del bloque?.00 m de ancho.en una de las ramas. y pivota sobre una línea horizontal que pasa por su centro. b) 931 Pa . c) ¿Qué masa tiene el bloque? R/ a) 147 Pa. SAMUEL ADOLFO DUEÑAS APARICIO 6 . Calcule la torca en torno al pivote causado por la fuerza que ejerce el agua. c) 0.00 cm por debajo de la interfaz (ver figura). Supongamos que W es el ancho del dique. a) Calcule la fuerza horizontal resultante que sobre él ejerce la presión manométrica del agua. La compuerta mide 2.0 cm de lado flota en la interfaz entre aceite y agua con su superficie inferior de 2.61x104 N m. Un bloque cúbico de madera de 10. agua hasta que el mercurio asciende en la otra 2. El agua se haya a una profundidad D detrás de la cara vertical de un dique.28 cm. En un tubo en “U” de sección uniforme hay cierta cantidad de mercurio. 14. 13. 12. Se agrega.00 m de altura y 4. b) ¿Y en la cara inferior?. c) ¿Dónde se encuentra la línea de acción de la fuerza equivalente? R/ a) g W D 2 /2 b) g W D 3 /6 c) D/3 arriba desde la base ING.11.3 cm. y b) la torca neta debida a la fuerza ejercida alrededor de una línea que cruza O paralelamente al ancho del dique. ¿Cuál es la longitud del agua en la otra rama? R/ 31. La densidad del aceite es de 750 Kg/m3.80 Kg. (Sugerencia: calcule la torca de una tira horizontal delgada a una profundidad h e integre a lo alto de la compuerta. 04 x10-2 m3. a) ¿Cuál es el volumen del ancla? b) ¿Cuánto pesa en el aire? R/ a) 2. ¿De qué longitud tendría que ser un barómetro de mercurio para medir esta presión? Suponga que el mercurio se mantiene a 0 oC. el bloque flota con 0.883 de su volumen sumergido. ¿En cuanto?. 90 veces la presión en la superficie de la Tierra).6 KN de agua.(1070 g) 18. Un bloque de Madera tiene una masa de 3.79 Kg. SAMUEL ADOLFO DUEÑAS APARICIO 7 . la tensión en el hilo es de 10. y una densidad de 594 Kg/m 3. b) ¿Cambia el volumen del agua desalojada? Si cambia. Va a ser cargado con plomo para que flote en el agua con 0. Un bote de hojalata tiene un volumen total de 1200 cm 3 y una masa de 130 g. Una muestra de mineral pesa 15. b) 1570 N ING. 19.08 m3. En petróleo. Un bloque de madera flota en agua dulce con dos tercios de su volumen sumergido. R/ 4. b) 1. R/ a) 1. Un bote que flota en agua dulce desaloja 35.67 Kg.28 x10-4 m3. (es decir. La densidad del plomo es 11. 0.57 x103 Kg/m3 20. Encuentre la densidad de a) la madera y b) el petróleo.14x104 Kg/m3. Calcule el volumen total y la densidad de la muestra. R/ a) 670 Kg/m3.070 Kg . R/ a) 3. b) Si. b) 740 Kg/m3 21. pero si se cuelga de un hilo ligero y se sumerge por completo en agua. Un ancla de hierro cuya densidad de 7870 kg/m3 parece 200 N más liviana en el agua que en el aire.90 de su volumen sumergido. La presión en la superficie del planeta Venus es de 90 atm.00 N en aire.96 Kg. R/ 1. a) ¿Qué peso de agua desaloja este bote si estuviese flotando en agua salada de 1024 kg/m 3 de densidad?. 16.55 m3.15.4 g/cm3. ¿Cuántos gramos de perdigones de plomo podría contener sin hundirse en el agua?. 3. ¿Qué masa de plomo se necesita si: a) El plomo está encima de la madera? b) El plomo está amarrado debajo de la madera? La densidad del plomo es de 1. 17.80 N. ( aire =1.3 x103 Kg/m3 23.0 N.87 g/cm3.23 kg/m3. ¿Qué peso de oro hay en el lingote? R/ 33.0 kg pueda pararse en ella sin mojarse los pies? R/ 0. Encuentre el diámetro interior. ¿Qué volumen mínimo debe tener para que una mujer de 45. b) el auto debe estar en el centro del bloque si éste debe estar a nivel. 24. Determine el valor de h.. ¿qué densidad media tienen los gases calientes del interior? R/ 0.91 m ING. Cuando se suelta.0 N.5 N 27. b) 1. Una plancha de hielo flota en un lago de agua dulce. El diámetro exterior es de 60. 26.050 Kg. SAMUEL ADOLFO DUEÑAS APARICIO 8 .30 m de grueso que flota en agua dulce y que sostendrá un automóvil de 1100 Kg de masa? b) ¿Tiene importancia el lugar donde se ponga el auto sobre el bloque de hielo? R/ a) 45 m2 .29 km/m3 .3 cm. a) ¿Cuál es el área mínima en la superficie superior de un bloque de hielo de 0.179 km/m3 ) R/ 1. la canasta con su equipo y tanques de propano llenos pesan 1700 N. desayuno y champán cuando la densidad del aire exterior es de 1. b) Calcule la densidad del material con que está hecha la esfera. h. Un globo de aire caliente tiene un volumen de 2200 m 3. El globo es esférico con un radio de 0.250 kg. Un globo lleno de helio se amarra a una cuerda uniforme de 2. flota sumergida hasta la mitad en un liquido de 800 Kg/m3 de densidad. Si el lingote se suspende de una balanza de resorte y sumerge en agua. R/ 57. Un cascarón de hierro esférica y hueca flota sumergida casi por completo en agua. Si el globo apenas puede levantar otros 3200 N de pasajeros. helio =0. de 8. R/ a) 1.22.0 cm de radio exterior. y la densidad del hierro es de 7. levanta una longitud. de cuerda.0 cm. si la masa del globo es de 0.0 cm de radio interior y 9.0 m de largo y 0.562 m3 25. y luego permanece en equilibrio (ver figura). Una esfera hueca.40 m. de masa.96 Kg/m3 28.22 Kg. la lectura es de 39. a) ¿Cual es la masa de la esfera? . Un trozo de aluminio totalmente cubierto con una capa de oro forma un lingote que pesa 45. La tela del globo pesa 900 N.