FISICA APLICADA: Unidad I

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        UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PAQUIMÉ

                         AGRICULTURA SUSTENTABLE Y PROTEGIDA

CUATRIMESTRE: SEP-DIC 2020 ELABORÓ: ING. GERARDO BARBA ESCARCEGA

FECHA: 26 DE SEPTIEMBE DE 2020     GRUPO: ASP-41-TE     PROBLEMARIO PRESION HIDROSTATICA.

FISICA APLICADA: Unidad I

NOMBRE DEL ALUMNO: __________________________________________________ CALIF. _______

1. Una columna de un líquido de 60cm de altura ejerce en el fondo una presión 4730pa ¿Cuál es su densidad?

h= 60 cm = .6m

Ph = 4730pa                                 p = 4730 pa / (9.81m/s2) (.6 m) = 803.6017 N/m2

G= 9.81 m/s2

1. Una columna de agua de 100 cm de altura sostiene otra columna de 80 cm de un fluido desconocido. Determina la densidad del fluido desconocido expresa el resultado en g/[pic 2]

H (agua) = 100 cm                                     P (fluido) = (1 g/cm3) (100 cm) / 80 cm = 1.25 g/
H (flujo) = 80 cm
P (agua) = 1 g/[pic 3][pic 4]

1. Si la altura del agua dentro de una bañera es de 25 cm y el tapón de esta tiene un radio de 2 cm, calcula:

a)     La superficie del tapón.

b)     La presión que soporta el tapón.

c)     La fuerza mínima que hay que ejercer para quitar el tapón.

Dato: densidad del agua= 1000 kg/m3

H = 25 cm                                                                  

Radio del tapón = 2 cm = π (2 cm)2 = 12.56 cm2

                                                                                                                Presión = (1000 kg/m3) (9.81 m/s2) (.25 m) = 2452.5 Pa 

Fuerza = (2452.5 Pa) (12.56cm2) = 30,803.4 N

1. Suponiendo que la superficie de la escotilla de un submarino es de 2.5 m2 y que se encuentra a 13000 metros de profundidad ¿Qué fuerza total ejerce el agua sobre ella? Dato; densidad agua del mar 1030 kg/m3 

Escotilla = 2.5m2                                                           PH = (1,030 kg/m3) (9.81 m/S2) (13,000) = 131,355,900 Pa
h = 13,000m                 Fuerza = (131,355,900 Pa) (2.5m2) = 238,389,750 N

1. 150 metros de profundidad en el fondo del mar, se encuentra una baldosa prehispánica. Considerando que la baldosa tiene forma cuadrada, y que mide 20 cm de lado, calcula la presión y la fuerza que ejerce el agua sobre la baldosa. Dato; densidad agua del mar 1030 kg/m3

H= 150m                                           PH = (1,030 kg/m3) (9.81 m/s2) (150 m) = 1,515,645 Pa

Lado de Baldosas = 20 cm = 0.2 m
Total de Baldosas = (0.2m) (0.2m) = 0.04 m2          Fuerza = (1,515,645 Pa) (0.4m2) = 60,625.8 N

1. Calcula la diferencia de presión entre dos puntos de una piscina situados a 80 cm y 2 m de la superficie, respectivamente Dato: densidad del agua= 1000 kg/m3

H1 = 80cm = 0.8m                          PH1 = (1,000 kg/m3) (9.81 m/s2) (0.8m) = 7,848 Pa
H1 = 2m                                                              PH2 = (1,000 kg/m3) (9.81 m/s2) (2m) = 19,620 Pa

               Pa = 19,620 – 7,848 = 11,772 

1. ¿Cuál es la presión que soporta un buzo sumergido a 10 metros de profundidad en el mar?
   Datos: Densidad del agua de mar = 1,025 kg/L. Presión atmosférica 101325 Pa.

H= 10 m                       PH = (1,025 kg/m3) (9.81m/s2) (10m) = 100,552.5 Pa
                                      Presión Final = 100,552.5 + 101,325 = 201,877.5 Pa

1. Un submarino experimenta una presión de 4 atm bajo el agua de mar.
   ¿A qué profundidad se encuentra sumergido?
   Datos: Densidad del agua de mar = 1,025 kg/L. Presión atmosférica = 1 atm = 101325 Pa.

Presión: 4 atm = 101,325 Pa
Presión total = (4 atm) (101,325 Pa) = 405,300 Pa             Despeje = h = P – P0 / (p) (g)

                  h = 405,300 Pa – 101,325 Pa / (1,025 kg/L) (9.81 m/s2) = 30.23 m

1. ¿Cuál es la fuerza ejercida sobre una chapa cuadrada de 30 cm de lado que se encuentra en el fondo de un tanque de agua lleno hasta 1,5 m, sin considerar la presión atmosférica?
   Datos: Densidad del agua = 1 kg/dm3.

Chapa = 30 cm = 0.3 m            Total chapa = (0.3m) (0.3m) = 0.09m3

H = 1.5 m                      

PH = (1,000 kg/m3) (9.81 m/s2) (1.5m) = 14,700 Pa

Fuerza = (14,700 Pa) (0.9m) = 1,323 N

1. El Titanic se encuentra hundido en el agua del mar a una profundidad de 4000 m.

1. Calcula la presión que soporta el barco en pascales.
2. Si bajáramos hasta esa profundidad en un submarino cuya presión interna fuera la de la superficie (101330 Pa), ¿qué fuerza habrá que ejercer para abrir una puerta de 2 m2 de superficie en la pared de nuestro submarino?

H = 4,000 m                 PH = (1,030 kg/m3) (9.81 m/s2) (4,000m) = 40,417,200 Pa
Puerta = 2m2              PH = 40,417,200 + 101,330 = 40,518,530 Pa
                                     Fuerza = (40,518,530 Pa) (2m2) = 81,037,060 N

1. Caes al agua desde el muelle de un puerto dentro de un coche y se hunde hasta 10 m de profundidad contigo dentro. El agua no entra en el coche, pero para salvarte tienes que salir.

1. Calcula la presión en pascales que soportará el coche a esa profundidad.
2.  ¿Qué fuerza tendrás que hacer para abrir una puerta de 1 m2 de superficie?

H = 10m
Puerta = 1m2                                     PH = (1,030 kg/m3) (9.81 m/s2) (10m) = 101,043 Pa

                                           Fuerza = (101,043 Pa) (1m2) = 101,043 Pa

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