TAREA 1 – FÍSICA II Pregunta 1: Un bloque cúbico de madera de 10

TAREA 1 – FÍSICA II
Pregunta 1: Un bloque cúbico de madera de 10 cm de arista flota en la superficie de
separación entre aceite y agua, como se muestra en la figura. La densidad del aceite
es de 0,8 g/cm3. La presión atmosférica es de 103.000 Pa.
Solución:
a) Determine la masa del bloque.
Sabemos que si un cuerpo flota, el Empuje sobre el cuerpo será igual a su peso.
En este caso, todo el cuerpo está sumergido y, considerando que el Empuje equivale al
peso del líquido desplazado, entonces equivale al peso del agua desplazada más el
peso del aceite desplazado.
ρaceite = 800 kg/m3
ρagua = 1.000 kg/m3
Aceite desplazado:
Vaceite = 0,1 x 0,1 x 0,08 = 0,0008 m3
Paceite = ρaceite x g x Vaceite = 800 kg/m3 x g x 0,0008 m3
Paceite = 0,64 kg x g = 0,64 kgf
Agua desplazada:
Vagua = 0,1 x 0,1 x 0,02 = 0,0002 m3
Pagua = ρagua x g x Vagua = 1.000 kg/m3 x g x 0,0002 m3
Pagua = 0,2 kg x g = 0,2 kgf
Luego,
E = Pcubo
E = Paceite + Pagua
Igualando ambas ecuaciones, se tiene:
Pcubo = Paceite + Pagua
Pcubo = 0,64 kgf + 0,2 kgf
Pcubo = 0,84 kgf
El peso de un cuerpo equivale a su masa multiplicada por g.
Pcubo = 0,84 kg x g = Mcubo x g
Mcubo = 0,84 kg
b) Determine la presión manométrica sobre la superficie inferior del bloque.
Se debe determinar la presión en la interfaz y se le debe agregar la presión
hidrostática de los 2 cm de agua.
PMAN = 1.200 Pa + ρagua x g x hagua = 1.200 Pa + 1.000 kg/m3 x g x 0,02 m
PMAN = 1.200 Pa + 200 Pa
PMAN = 1.400 Pa
c) Determine la presión manométrica en la interfaz.
PMAN = ρaceite x g x haceite = 800 kg/m3 x g x 0,15 m
PMAN = 1.200 Pa
d) Determine la presión absoluta en la interfaz.
PABS = PMAN + PATM
PABS = 1.200 Pa + 103.000 Pa
PABS = 104.200 Pa
e) Determine la presión manométrica al fondo del recipiente.
Se debe determinar la presión en la interfaz y se le debe agregar la presión
hidrostática de los 10 cm de agua.
PMAN = 1.200 Pa + ρagua x g x hagua = 1.200 Pa + 1.000 kg/m3 x g x 0,1 m
PMAN = 1.200 Pa + 1.000 Pa
PMAN = 2.200 Pa
f) Determine la presión absoluta al fondo del recipiente.
PABS = PMAN + PATM
PABS = 2.200 Pa + 103.000 Pa
PABS = 105.200 Pa