GUÍA DE EJERCICIOS No. 1: FLUIDOESTATICA, PRINCIPIO DE PASCAL Y PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

UNIVERSIDAD FRANCISCO GAVIDIA [pic 1]

FACULTAD DE INGENIERIA Y SISTEMAS

        FÍSICA II (FCA2) – FÍSICA III (FIS3)          

        ING. ROBERTO CARLOS CAMPOS MITO          

GUÍA DE EJERCICIOS No. 1: FLUIDOESTATICA, PRINCIPIO DE PASCAL Y

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

1. Determine la presión en PSIA a 500 pies bajo la superficie del océano. La densidad relativa del agua es 1.03.

1. Una lata cilíndrica de 150 mm de diámetro esta lleno hasta una profundidad de 100 mm con un aceite combustible. El aceite tiene una masa de 1.56 kg. Calcule la densidad, peso específico y densidad relativa del aceite.
2. Un tanque de combustible de un automóvil tiene una capacidad de 0.095 m3. Si esta lleno de gasolina que tiene una gravedad especifica de 0.68. Calcule el peso del combustible.  
3. Un recipiente cilíndrico tiene 150 mm de diámetro y pesa 2.25 N cuando se encuentra vació. Cuando esta llena hasta una profundidad de 200 mm con un cierto aceite, pesa 35.4 N. Calcule la gravedad especifica del aceite.  
4. ¿Qué volumen de mercurio (Sg = 13.54) pesaría lo mismo que 0.02 m3 de aceite de linaza que tiene un peso especifico de 9.42 kN/ m3 .  
5. Si la presión atmosférica local es de 980 mbar, calcular la presión manométrica y absoluta en el fondo de un tanque de 550 mm de diámetro por 2000 mm de profundidad que contiene benceno (876 kg/m3). Expresar la presión manométrica en mbar, Mpa, psi y mm de Hg.  
6. Despreciando la compresibilidad del aire, estime la altura de la capa atmosférica desde el nivel del mar. Considere una densidad promedio del aire de 1.29 kg/m3 y presión atmosférica a nivel del mar de 101325 Pa. (Asuma aire en completo reposo)                                                    
7. Un bloque de madera de 4 pulgadas de arista flota entre 2 capas de aceite y agua, como se muestra en la figura, estando su cara inferior a 1.5 pulgadas por debajo de la superficie de separación. ¿Cuál es la presión relativa en la cara inferior del bloque (Pascales)?  

( = 0.6 g/cm3).

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1. Para el tanque de la figura, determine la profundidad del aceite, si la lectura en el medidor de la presión en el fondo es de 35.5 lbf/pulg 2 relativa, la parte superior del tanque esta sellada y el medidor superior indica 30.0 lbf/pulg2 relativa.
2. Determinar la presión en el fondo del tanque de la figura. [pic 3]

1. Se mide la diferencia de presión entre un tubo de aceite y uno de agua con un manómetro de doble fluido, como se muestra en la figura. Para las alturas y las gravedades específicas dadas de los fluidos calcule la diferencia de presión ∆P= PB-PA.  [pic 4]

1. Agua dulce y agua de mar fluyen en tuberías horizontales paralelas, las cuales están conectadas entre sí por un manómetro de tubo en U doble, como se muestra en la figura P3-36. Determine la diferencia de presión entre las dos tuberías. Tome la densidad del agua de mar en ese lugar como ρ= 1035 kg/m3. ¿Puede ignorarse la columna de aire en el análisis? [pic 5]

1. Un medidor de vacío está conectado a un tanque y da una lectura de 30 kPa en un lugar donde la lectura barométrica es de 755 mm Hg. Determine la presión absoluta en el tanque. Tome ρHg=13590 kg/m3.

1. Si el émbolo pequeño de una palanca hidráulica tiene un diámetro de 3.72 cm, y el émbolo grande tiene 51.3 cm de diámetro,  

1. ¿qué peso sobre el émbolo pequeño soportará 18.6 KN sobre el émbolo grande?
2. ¿a que distancia debe moverse el émbolo pequeño para que la resistencia a vencer se eleve

1.65 m?

1. En una prensa hidráulica el diámetro del pistón menor es de 5 cm. Si sobre éste actúa una fuerza de 10 Kgf, determinar, el valor de la fuerza que se puede obtener en el pistón mayor si:  

1. El diámetro del pistón mayor es de 10 cm
2. El diámetro del pistón mayor es 3 veces mayor que el diámetro del pistón menor.

1. ¿Qué lectura indica el manómetro en las siguientes figuras?  

        [pic 6]2        27 cm

1. Una pieza irregular de metal tiene un peso de 10 grf en el aire y 8 grf cuando es sumergida en el agua. Determine el volumen y la densidad del metal.

1. Una barca rectangular de 10 m de largo, 4 m de ancho y 5 m de profundidad pesa 54 ton inglesas y flota sobre agua dulce.

1. ¿Qué profundidad se sumerge?
2. Si el agua tiene una profundidad de 5 m, ¿con qué peso adicional debe cargarse la barca para que repose sobre el fondo? NOTA: 1 ton inglesa = 2000 lbf

1. Un bloque de piedra pesa 60 kgf y al introducirlo en un depósito cuadrado de 60 cm de lado conteniendo agua, el bloque pesa 33 kgf. ¿Cuánto subirá el nivel del agua en el depósito?

1. Un iceberg de peso específico 912 Kgf/m3 en el océano emerge del agua un volumen de 600 m3. ¿Cuál es el volumen total del iceberg?

                         r del agua de mar = 1.025

1. Una pieza de madera de densidad relativa 0.651 es de sección cuadrada de 7.5 cm de lado y 1.5 m de longitud. ¿Cuántos kilogramos de plomo cuyo peso especifico es 11200 Kgf/m3, deben unirse a uno de sus extremos para que la pieza flote verticalmente con 30 cm fuera del agua.

1. ¿Qué longitud debe tener un tablón de madera de 7.5 cm por 30 cm de sección y densidad relativa 0.5, cuando se encuentra en agua salada para soportar encima un niño que pesa 45 Kgf.

1. Un cilindro hueco de 20 cm de diámetro flota en agua con 10 cm de su altura sobre el nivel del líquido con un bloque de acero (7860 kg/m3) de 10 kg de masa, suspendido de la parte inferior externa del cilindro. Si el bloque se coloca ahora dentro del cilindro y continúa flotando en el agua. ¿Qué longitud de la altura total de este se encontrará emergiendo del agua?  
2. Un bloque de madera flota en el agua sobresaliendo de la superficie 5 cm; cuando se pone en glicerina de densidad relativa 1.35 sobran 7.5 cm de la superficie del líquido. Determinar la densidad relativa de la madera.  

1. Una muestra de mineral peso 15 N en aire, pero si cuelga de un hilo ligero y se sumerge por completo en el agua, la tensión en el hilo es de 10.8 N. Calcule el volumen total y la densidad de la muestra.

1. Una bola de hierro de 1 kg está sostenida por un alambre y sumergida en un aceite de Sg = 0.8. ¿Cuál es la tensión del alambre? La densidad del hierro es 7.8 g/cm3.

1. Un geólogo encuentra que una muestra cuya masa es 7.2 kg tiene un peso aparente de 5.88 kgf cuando esta sumergida en agua. ¿Cuál es el empuje sobre la muestra? ¿Cuál es su densidad?

1. Un cuerpo cúbico de arista “a” esta sumergido entre dos fluidos ¿Cuál es su densidad?  

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1. Un hidrómetro pesa 2.2 g y su extremo superior es un vástago cilíndrico de 0.28 cm de diámetro ¿Cuál será la diferencia entre las longitudes de emergencia del vástago cuando flota en aceite de Sg =0,78 y en alcohol de Sg=0,821?

NOTA: Obsérvese que en aceite se hunde más, esto es porque la densidad del aceite es menos que la del alcohol

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