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Universidad del Atlántico

Facultad de Ingeniería

Programa: Ingeniería Mecánica

Materia: Física II (Grupo 4)

Tema: Mecánica de Fluidos

Profesor: Pablo Rebolledo

Estudiante:

Barranquilla, 31 de octubre de 2012

TALLER

1. Un barco carguero viaja del océano atlántico (agua salada) al lago Ontario (agua dulce) por el rio San Lorenzo. El barco se sume varios centímetros más en el agua del lago que en el océano. Explique porque.

2. Una antigua pregunta reza así: “¿Qué pesa más, una libra de plumas o una de plomo?”. Si el peso en libras es la fuerza gravitacional, ¿una libra de plumas equilibrara una libra de plomo en charolas opuestas de una balanza de brazos iguales? Explique, considerando la fuerza de flotación.

3. Un cubo de hielo flota en un vaso de agua. Al derretirse el hielo, ¿el nivel de agua en el vaso subirá, bajara o permanecerá igual? Explique.

4. Cuando un chorro de agua fluye suavemente de un grifo se adelgaza al caer. Explique este fenómeno.

5. Dos cubos de idéntico tamaño, uno de plomo y el otro de aluminio, están suspendidos a diferentes profundidades por medio de dos alambres en un tanque de agua. A) ¿cuál de ellos experimenta una mayor fuerza de flotación? B) ¿Para cuál de los dos es mayor la tensión en el alambre? C) ¿Cuál de ellos experimenta una mayor fuerza sobre su cara inferior? D) ¿Para cuál de ellos la diferencia en la presión entre las caras superior e inferior es mayor?

SOLUCION

1. R/: El barco se sume varios centímetros más en el agua dulce (densidad: 1.00 g/cm3) que en el agua salada, porque el agua salada es más densa (1.03 g/cm3). Por lo tanto el barco va a experimentar una mayor fuerza de empuje en el océano atlántico.

2. R/: Una libra de plomo y una libra de pluma pesan lo mismo: 1 libra-fuerza. Parece por tanto que una libra de plumas equilibrara una libra de plomo en charolas opuestas en una balanza de brazos iguales. Sin embargo no es así, ya que la balanza indicara la fuerza que el objeto hace sobre ella.

El plomo y la pluma, no hacen la misma fuerza sobre la balanza aunque su peso sea igual. Esto se debe a que el aire los empuja hacia arriba con una fuerza distinta.

El Aire como todos los fluidos (gases y líquidos), ejerce una fuerza hacia arriba llamada empuje, sobre los cuerpos que se encuentran sumergidos en ellos. La fuerza de empuje es directamente proporcional al volumen del cuerpo, es decir, Esta fuerza es tanto mayor, cuanto mayor sea el volumen del cuerpo.

Como una libra de pluma tiene un volumen mucho mayor que una libra de plomo, el empuje del aire sobre la pluma es también mucho mayor que sobre el plomo.

Entonces, la balanza se desequilibrara mostrando

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