Problemas De Densidad, Presión, Principio De Pascal Y Principio De Arquímedes

INSTITUTO CULTURAL COPÁN

PROBLEMAS DE DENSIDAD, PRESIÓN, PRINCIPIO DE PASCAL Y PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

1. Se desea bombear agua con una presión de 2.5 x 105 N/m2. ¿Cuál es la altura máxima a la que puede subir el agua por la tubería?

2. Un manómetro de presión de agua indica una presión de 50 lb/in2 al pie de un edificio ¿Cuál es la máxima altura a la cual subirá el agua en el edificio? g= 32 ft/s2 y 1 ft=12 in

3. Determina la presión hidrostática en el fondo de una alberca de 5 m de profundidad.

4. Un pistón de 20 kg descansa sobre una muestra de gas en un cilindro de 8 cm de diámetro ¿cuál es la presión manométrica sobre el gas? Y ¿la absoluta? RESPUESTA 39 kPa; 140.3 kPa

5. La presión manométrica en un neumático de automóvil es de 28 lb/in2. Si la rueda soporta 1000 lb ¿cuál es el área del neumático que está en contacto con el suelo? RESPUESTA 35.7 in2

6. Calcule la presión en kilopascales producida por una columna de mercurio de 60 cm de alto ¿cuál es la presión el lb/in2 y en atmósferas? RESPUESTA 80 kPa;11.6 lb/in2;0.79 atm

7. ¿Qué volumen ocupan 0.4 kg de alcohol? ¿cuál es el peso de este volumen? RESPUESTA 5.06x10-4 m3; 3.92 N cm3

8. ¿Qué volumen de agua tiene la misma masa que 100 de plomo? ¿cuál es el peso específico del plomo? RESPUESTA 1130 cm3; 1.11x105 N/m3

9. Una sustancia desconocida tiene un volumen de 20 ft3 y pesa 3370 lb ¿cuáles son el peso específico y la densidad? RESPUESTA 168.5 lb/ft3; 5.27 slugs/ft3 (aluminio)

10. Un matraz de 200 ml está lleno de un líquido desconocido. Una balanza indica que su masa es de 176 g ¿cuál es la gravedad específica del líquido? ¿puede saber qué es ese líquido? RESPUESTA 0.88; benceno

11. Un submarino se sumerge a una profundidad de 120 ft y se nivela. El interior del submarino se mantiene a la presión atmosférica ¿cuáles son la presión y la fuerza total aplicadas a una escotilla de 2 ft de ancho y 3 ft de largo. El peso específico del agua de mar es 64 lb/ft3 RESPUESTA 53.3 lb/in2; 46100 lb

12. Calcula la profundidad a la que se encuentra un submarino en el mar cuando soporta una presión hidrostática de 8x106 Pa. La densidad del mar es de 1020 kg/m3

13. ¿Qué fuerza se obtendrá en el émbolo mayor de una prensa hidráulica cuya área es de 100 cm2, cuando en el émbolo menor el área es de 15 cm2 y se le aplica una fuerza de 20 N?

14. Calcular el diámetro del émbolo menor de una prensa hidráulica, para que con una fuerza de 400 N se produzca en el émbolo mayor cuyo diámetro es de 50 cm una fuerza de 4500 N

15. Encuentra la fuerza en el émbolo mayor de una prensa hidráulica de un diámetro de 20 cm si en el émbolo menor de 8 cm de diámetro se ejerce una fuerza de 150 N.

16. Calcula la fuerza que se debe aplicar en el pistón de un elevador hidráulico para automóviles cuya área es de 0.01 m2, si el área del pistón que soporta un auto de 2000 kg es de 10 m2

17. Una fuerza de 400 N se aplica al pistón pequeño de una prensa hidráulica cuyo diámetro es de 4 cm ¿cuál deberá ser el diámetro del pistón grande para que pueda levantar una carga de 200 kg?

18. Las áreas de los pistones grande y pequeño de una prensa hidráulica son 0.5 y 25 in2 respectivamente ¿cuál es la ventaja mecánica ideal de la prensa? ¿qué fuerza se tendrá que ejercer para levantar una carga de 1 tonelada (2000 lb)? ¿A través de qué distancia deberá actuar la fuerza de entrada para levantar esta carga hasta una distancia de 1 in? RESPUESTA 50; 40 lb; 50 in

19. Determina el diámetro del émbolo menor de un elevador hidráulico para que al aplicarle una fuerza de 3017 N soporte una fuerza de 27 000 N en un émbolo de 3 m de diámetro

20. ¿Qué superficie se necesita para aplicar una fuerza de 150 N y tener una presión de 2000 Pa?

21. Al medir la presión manométrica con un manómetro de tubo abierto se registró una diferencia de altura de 7 cm de Hg. Determina la presión absoluta si la medición se hizo al nivel del mar, en mm de Hg, lb/in2 y Pascales.

22. Calcula el empuje que recibe una pieza de plata de 50 cm3 al sumergirla en agua. Determina también el peso aparente de la pieza de plata dentro del agua. La densidad de la plata es de 10 500 kg/m3.

23. Una pieza de vidrio pesa en el aire 800 dinas y 698 cuando se sumerge en petróleo. Determina la densidad de este líquido, sabiendo que la densidad del vidrio es de 2.6 g/cm3 RESPUESTA 2.268 g/cm3

24. Una esfera de hielo tiene un volumen de 140 cm3 y una masa de 156 g ¿Flotará en agua de mar? La densidad de ésta es de 1200 kg/m3 RESPUESTA sí flota

25. En una alberca para clavados se coloca una balsa cuadrada sólida de pino que mide 4.0 m por lado y 0.30 m de espesor. Determinar a) si la balsa flota en el agua dulce; b) en caso afirmativo calcular la profundidad a la que se sumerge. La densidad de la madera de pino es de 550 kg/m3

26. Un cubo de concreto de 9 cm de arista se encuentra en el fondo de una presa. ¿Qué fuerza se requiere para levantar el bloque?. La densidad del concreto es de 2300 kg/m3

27. Un bloque de madera de 10 kg mide 30 cm de lado se mantiene sumergido bajo el agua. ¿Qué fuerza se necesita para hacer esto?

28. La densidad del hielo es de 917 kg/m3.¿Qué fracción del volumen de una pieza de hielo estará sobre la superficie cuando flota en agua dulce?

29. Un cubo de 20 cm por lado tiene una masa de 7 200 g. a) ¿Flotará en agua? Y b) si flota, ¿cuál será la altura en cm del cubo que sobresale de la superficie del agua?

30. ¿Qué fracción del volumen de una pieza de cuarzo cuya densidad es de 2.65 g/cm3 se sumergirá cuando se hace flotar en un recipiente que contiene mercurio cuya densidad es de 13.6 g/cm3

31. Un cubo de acero de 20 cm de arista se sumerge totalmente en agua, si en el aire el

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