PROBLEMAS Fluidos.

PROBLEMAS DE FLUIDOS
CONCEPTO DE PRESIÓN:
PROBLEMA 1.- Un ladrillo de densidad 1.9 g/cm3 tiene dimensiones de 20, 10 y 5 cm.
Calcular la presión que ejerce al apoyarlo sobre cada una de sus caras.
Solución: 931 Pa, 1862 Pa, 3724 Pa
PROBLEMA 2.- Un bloque de densidad 2.1 g/cm3 tiene dimensiones de 22, 22 y 7
cm. Calcular la presión que ejerce al apoyarlo sobre cada una de sus caras.
Solución: 1437.6 Pa, 4518.2 Pa, 4518.2 Pa
PRENSA HIDRÁULICA:
PROBLEMA 3.- Al ejercer una fuerza de 100 N sobre el émbolo pequeño de una
prensa hidráulica se puede elevar un vehículo de 1 tonelada. Sabiendo que el radio del
émbolo pequeño es 7 cm calcular el radio del grande.
Solución: 69.3 cm
PROBLEMA 4.- Al ejercer una fuerza de 200 N sobre el émbolo pequeño de una
prensa hidráulica se puede elevar un vehículo de 2 toneladas. Sabiendo que el radio del
émbolo pequeño es 15 cm calcular el radio del grande.
Solución: 148.5 cm
PROBLEMA 5.- Queremos elevar un vehículo de 900 Kg de masa con una prensa
hidráulica cuyos émbolos tienen radios de 30 cm y 4 m ¿Qué fuerza tendremos que
ejercer en el émbolo pequeño?
Solución: 49.6 N
PROBLEMA 6.- Un objeto de 10 Kg descansa sobre el émbolo grande de una prensa
hidráulica de 30 cm de radio, ¿qué masa debemos colocar en el émbolo pequeño de 5
cm de diámetro para poder equilibrarla? ¿Qué presión ejercería sobre el suelo este
objeto si se trata de un cubo de lado 5 cm?
Solución: 0.28 Kg, 1097.6 Pa
PRESIÓN HIDROSTÁTICA:
PROBLEMA 7.- Un recipiente está lleno de agua hasta una altura de 10 cm. ¿Qué
altura alcanzará en un recipiente idéntico que se llena con aceite si queremos que la
presión sobre el fondo sea la misma en los dos casos?
Datos:
dagua = 1000 Kg/m3
daceite = 918 Kg/m3
Solución: 10.89 cm
PROBLEMA 8.- Un recipiente está lleno de agua hasta una altura de 100 cm. ¿Qué
altura alcanzará en un recipiente idéntico que se llena con mercurio si queremos que la
presión sobre el fondo sea la misma en los dos casos?
Datos:
dagua = 1000 Kg/m3
dmercurio = 13600 Kg/m3
Solución: 7.35 cm
PROBLEMA 9.- Para medir la presión de una bombona de butano, ésta se conecta a un
tubo en forma de U, que por el otro extremo está abierto al aire. El tubo está lleno de
mercurio, cuya densidad es 13600 Kg/m3, y la diferencia de altura entre sus ramas es 2
cm. Sabiendo que la presión atmosférica es de 101300 Pa, ¿Cuál es la presión del gas?
Solución: 103965.6 Pa
PROBLEMA 10.- Un submarino se encuentra a una profundidad de 50 m. Calcular la
fuerza necesaria para abrir una escotilla circular de 0,5 m de radio. ¿A qué profundidad
debería estar para que la presión fuese igual a 10 veces la presión atmosférica?
DATOS:
d(agua mar) = 1,025 g/cm3
Patmosférica = 101300 Pa
Solución: 470769 N, 90.76 m
PROBLEMA 11.- Se vierte agua y aceite en un tubo en forma de U y se observa que
las alturas que alcanzan los líquidos son respectivamente 10,0 cm y 11,8 cm. Calcula la
densidad del aceite sabiendo que la densidad del agua es 1000 kg/m3.
Solución: 847.8 Kg/m3
PRINCIPIO DE AEQUÍMEDES:
PROBLEMA 12.- Enuncia el principio de Arquímedes y calcula la densidad de un
cuerpo que tiene un peso de 10 N en el aire y de 8 N cuando se sumerge en agua.
Solución: 5100 Kg/m3
PROBLEMA 13.- Enuncia el principio de Arquímedes y calcula la densidad de un
cuerpo que tiene un peso de 20 N en el aire y de 5 N cuando se sumerge en agua.
Solución: 1333 Kg/m3
PROBLEMA 14.- Enuncia el principio de Arquímedes y explica (ayudándote con un
dibujo) cuando flota o cuando se hunde un cuerpo sumergido en agua. Calcula la
densidad de un cuerpo que tiene un peso de 11 N en el aire y de 8 N cuando se sumerge
en agua.
Dato: dagua = 1 Kg/L
Solución: 3660 Kg/m3
PROBLEMA 15.- Explica que condición debe cumplirse para que un cuerpo flote o se
hunda y calcula el volumen de un objeto de 3 Kg de masa cuyo peso aparente
sumergido en agua es de 15 N. DATO: d(agua) = 1 g/cm3.
Solución: 1.47·10-3 m3
PROBLEMA 16.- Enuncia el principio de Arquímedes y calcula la densidad de un
material cuyo peso real es de 24,5 N y que al sumergirlo en agua tiene un peso aparente
de 14,7 N.
DATO: d(agua) = 1 g/cm3.
Solución: 2500 Kg/m3
PROBLEMA 17.- Un globo aerostático de masa 100 Kg se encuentra en equilibrio
flotando en el aire, a continuación se deja caer lastre reduciendo su masa en una décima
parte ¿con qué aceleración ascenderá ahora el globo?
Solución: 1.09 m/s2
PROBLEMA PROPUESTO:
Un bloque de hielo de forma prismática tiene las siguientes dimensiones: 2 m de largo,
1,2 m de ancho y 4 m de alto. El prisma está dispuesto verticalmente y se sumerge en
agua de mar (densidad: 1030 kg/m3). Si la densidad del hielo es 0,94 g/cm3, calcula qué
porción del hielo emerge flotando en el agua.
Solución: 0.84 m3