ejercicios resueltos de hidrostatica

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8/18/2019 ejercicios resueltos de hidrostatica http://slidepdf.com/reader/full/ejercicios-resueltos-de-hidrostatica 1/41 HIDROSTATICA  Definición La Hidrostática es la parte de la física que estudia los fluidos líquidos en reposo. Entendemos por fluido cualquier sustancia con capacidad para fluir como es el caso de los líquidos ! los "ases. #stos se caracteri$an por carecer de forma propia ! por lo tanto adoptar la del recipiente que los contiene. %or otra parte los líquidos &difícilmente compresi'les( poseen )olumen propio mientras que los "ases &compresi'les( ocupan la totalidad del )olumen del recipiente que los contiene.  Densidad ! peso específico Si se tiene un cuerpo que tiene un )olumen *  una masa m ! un peso p. Se de+ne la densidad como la relación entre la masa que tiene el cuerpo ! su )olumen. A la densidad se la pone con la letra delta & ,(. m , - * En esta fórmula m es la masa del cuerpo )a en " * es el )olumen del cuerpo )a en m / . A )eces para indicar )olumen se puede usar cm /  dm / o incluso litro. Entonces  )amos  a usar )arias unidades para la densidad que son estas0  " 1,2 - o m / " cm /

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HIDROSTATICA

 

DefiniciónLa  Hidrostática  es  la  parte  de  la  física  que  estudia  los  fluidos 

líquidos  en  reposo. Entendemos por fluido cualquier sustancia con 

capacidad para fluir como es el caso de los 

líquidos  !  los  "ases.  #stos  se 

caracteri$an 

por 

carecer 

de 

forma 

propia 

por 

lo 

tanto 

adoptar 

la 

del 

recipiente  que  los  contiene.  %or  otra  parte  los  líquidos  &difícilmente 

compresi'les(  poseen  )olumen  propio  mientras  que  los "ases 

&compresi'les(  ocupan  la 

totalidad del )olumen del recipiente que los 

contiene.

 

Densidad 

peso 

específico

Si se  tiene  un  cuerpo  que  tiene  un  )olumen  *  una  masa  m  !  un  peso  p.Se  de+ne  la densidad como la relación entre la masa que tiene el cuerpo ! su )olumen.A la densidad se la pone con la letra 

delta & ,(.

m,

 

-*

En 

esta 

fórmula 

es 

la 

masa 

del 

cuerpo 

)a 

en 

es 

el 

)olumen 

del 

cuerpo 

)a 

en 

m/

.

)eces 

para 

indicar 

)olumen 

se 

puede 

usar 

cm/ 

dm/  o

 

incluso 

litro. 

Entonces 

)amos 

ausar )arias unidades para la densidad que son estas0 "

1,2 -  om/

" cm/

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 "o

litro

Densidad.3 Es una relación 

que 

te 

dice 

que 

cantidad 

de 

materia 

entra 

en 

un

determinado 

)olumen. 

4ás  denso  es  el 

cuerpo  más  cantidad 

de mol5culas entran por 

cm/.

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%or e6emplo la densidad del

a"ua es  7  "8cm/  &-7 

9"8dm

/

(. 

La 

densidad 

apro:imada  del cuerpo 

;umano  es  <=> 

9"8dm/. 

El 

cuerpo 

;umano  es  un  poco 

menos 

denso 

que 

el 

a"ua.%or eso uno flota en el a"ua.

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%eso  específico.3  %uede  definirse  el  peso  específico  q  de  un  cuerpo 

como  la  ra$ón&di)isión(

 

entre 

la 

ma"nitud 

de 

su 

peso 

 

su 

)olumen 

*. 

En 

otras 

pala'ras0

-*

Las 

unidades 

que 

se 

suelen 

usar 

para 

el 

peso 

específico 

son 

9"f  

8m/  o

 

9"f 8cm/

  o 9"f8dm/.%or  fa)or0  A;ora  ;a'lamos  de  peso  así   que  los  9ilo"ramos  que  esto! 

usando 

sonilo"ramos uer$a. Fo son 9ilo"ramos masa.El concepto  de  peso  específico  es parecido  al concepto  de  densidad0  el 

peso específico dice cuánto pesa un cm/ de un o'6eto &7 cm/

 o un litro o un 

m/ 

etc(.La

 

diferencia 

entre 

peso 

específico 

densidad 

es 

que 

la 

densidad 

es 

la 

misma en cualquier lu"ar del uni)erso. La cantidad de mol5culas por cm/ 

es 

siempre 

la 

misma.

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En cam'io el peso de un cuerpo depende  del  lu"ar donde  lo pon"as.  %or 

e6emplo 

en 

la 

Luna 

los 

o'6etos 

pesan 

menos 

su 

peso 

específico 

es 

menor 

que 

en 

La 

 Tierra. 

En 

el 

espacio 

e:terior 

los 

o'6etos 

no 

pesan 

nada  !  su  peso  específico  sería  CERO.  %ero  la densidad de un o'6eto es 

la misma en la Luna en la  Tierra o en donde sea.

REL AC I F EF T R E D E F S I D A D % E S OE S % E C J I C O .

El peso de un cuerpo se puede poner  como %eso - masa : "ra)edad. Entonces  como  ladensidad

 

es 

masa 

)olumen 

%eso 

)olumen 

me 

queda0

q - ,.

"  uer$a

 

presión

La presión es la fuer$a que actKa por unidad de superficie. El sentido de la 

pala'ra presión en  física  si"nifica  mas  o menos  lo mismo  que  en  la  )ida 

diaria.  %resión  )endría  a ser ? 

cuanto aprieta al"o. E6emplo0 %resión del $apato

 

presión 

en 

el 

a'domen 

presión 

social 

presiones 

políticas 

etc. 

La 

presión se calcula así0

E

-S

%or  e6emplo  supon"amos  una  latita  de  coca.  El  )olumen  es  de  unos  /<<cm/

  así   que

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cuando está llena de'e pesar unos /<< ". El diámetro de la 'ase es de 

unos M cm así  que 

su super+cie será0S

 

radio

N

/7 

cm(

N

>< 

cm

N

.

Si pon"o la lata parada so're una mesa la presión que e6erce so're la 'ase es0/<< "f 

>< cmN

N

- P 

"f 8cm

El si"nificado  de esto es que  cada  centímetro  cuadrado  de  la mesa  está 

soportando  un peso de P "ramos fuer$a.

@FIDADES 

DE 

%RESIFHa! un montón de unidades de presión. Se usan todas ! todas son Ktiles. 

%or e6emplo si 

mido  la  fuer$a  en "f  !  la superficie  en cmN  tenemos 

"f8cmN.  Si medimos  la  fuer$a  en FeQton  tenemos  F8mN.  &%ascal(.  Si  la 

medimos  la  presión  en  relación  a  la  presión 

atmosf5rica  tenemos  las 

atmósferas o mm de H". *o! a poner unas equi)alencias que te )an a 

ser)ir07 li'ra fuer$a &l'f( - 

<>/P "f 7

 

pul"ada 

&7 

inc;( 

N> 

cm9"f 

l'f   F

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7 atmósfera - 7<// cmN - P< mm de H" & Torr( - 7 inN &%SI( -

7<7./<< mN &%ascal(

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AL@FAS %RESIOFES 

IFTERESAFTES0

%RESIF 

AT4OSERICAEl aire parece no pesar nada pero en realidad pesa. @n litro de aire pesa un 

poco 

más 

de 

"ramo. 

El 

aire 

que 

está 

arri'a 

de 

tu 

ca'e$a 

en 

este 

momento tam'i5n pesa.   pesa muc;o porque  son  )arios  m  de altura  deaire.  Dic;o  de  otra  manera  en  realidad  es como  si )i)i5ramos 

sumer"idos un el fondo de un mar de aire. El peso de todo ese aire 

distri'uido 

so're 

la 

superficie 

de 

la 

 Tierra 

es 

lo 

que 

se 

llama 

%RESIF 

AT4OSERICA.La presión atmosf5rica )aría se"Kn el día ! se"Kn  la altura a la que est5s. 

El 

)alor 

al 

ni)el 

del 

mar 

es 

de 

7<// 

"f8cmN. 

Esto 

equi)ale 

los 

conocidos 

P< mm de mercurio.

%RESIF 

SAF@IFEAEl

 

cora$ón 

e6erce 

presión 

para 

poder 

'om'ear 

la 

san"re. 

Las 

paredes 

se  contraen  ! empu6an  la san"re. Esa presión es la que se mide en el 'ra$o. La má:ima es de alrededor de 7N cm de mercurio. &7N< mm de H"(. La

 

mínima 

es 

de 

alrededor 

de 

cm 

de 

H".

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De a;í  )iene la famosa frase que dice que la presión normal es 7N  M. Esto 

si"nifica 7N cm

de H" de má:ima ! M cm de H" de 

mínima.

%RESIF DE LAS 

R@EDASCuando  inflas  las ruedas del auto ! le dices ?ponme NM en todas?  lo que 

quieres decir es

NM li'ras fuer$a por pul"adaN.  &NM  l'f8inN(. Esto equi)ale a unas N 

atmósferas. 

la 

unidadUli'ras fuer$a por pul"ada cuadrada se la llama %SI  %ound per 

square inc;(.

%RESIF 

AVAWO 

DEL 

A@ACuando nadas a'a6o del a"ua sientes presión  so're  los oídos. Esa presiónes el peso del

 

a"ua  que  está  arri'a  tu!o que  te  está  comprimiendo.  Al nadar  a 7<  m  de  profundidad tienes so're tu cuerpo una presión 

apro:imada 

de 

atmósfera. 

&- 

"f8cmN(. 

Es 

decir 

la 

presión 

so're 

tu 

cuerpo es de una atmósfera %OR EFCI4A de la presión atmosf5rica.Este Kltimo caso quiero que )eas a;ora en detalle porque es el más

 

importante.

%RESIF A @FA 

%RO@FDIDAD 

;

Cuando 

tienes 

un 

tac;o 

con 

a"ua 

el 

líquido 

e6erce 

presión 

so're 

las 

paredes  ! so're  el fondo.

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Lo que  tienes que sa'er es que a ma!or  profundidad  ma!or  presión. Esto es ra$ona'le porque a ma!or presión ;a! más líquido por encima.

La 

presión 

en 

el 

fondo 

)a 

depender 

la 

densidad 

del 

líquido. 

Si 

lleno 

el 

recipiente  con mercurio la presión )a a ser ma!or que si lo lleno con a"ua. La

 

fórmula 

que 

relaciona 

todoesto es la si"uiente0

%  

,. ". 

;A esta fórmula se la suele llamar  TEORE4A EFERAL DE LA HIDROSTXTICA.

Pb – Pa = . h

[ ] = g /cm

3

[ h ] = cm

[ P ] = g.cm/cm3

= g / cm2

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*asos 

Comunicantes

Si 

colocamos 

)arios 

recipientes 

con 

formas 

diferentes 

conectados entre sí  por su parte inferior tendremos entonces un sistema de )asos 

comunicantes.En los *.C. con un solo líquido 5ste alcan$a el mismo ni)el en todos los 

recipientes pues la

superficie  está sometida a la misma presión &atmosf5rica(  ! todos  los 

puntos 

que 

están 

i"ual 

ni)el 

tienen 

la 

misma 

presión0

%o 

presión 

atmosf5rica

En los *.C. con dos líquidos distintos inmisci'les ! de diferente densidad5stos

 

alcan$an 

distintos 

ni)eles.

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%a 

%o 

;a 

qa

%a - %o Y

;a . qa%a

 

-  %a

%o 

;a 

qa 

%o 

Y  ;a

qa

Z ;a 8 ;a -

qa 8 qa

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%RESIF 

4AFO4#TRICA 

  

%RESIF 

AVSOL@TA.

Supon"amos 

que 

ten"o 

un 

tanque 

lleno 

de 

"as. 

@na 

"arrafa 

por 

e6emplo.  [uiero  sa'er que  presión  ;a!  adentro  de  la  "arrafa.  %ara 

a)eri"uar 

esto 

lo 

que 

se 

;ace 

)eces 

es 

colocar 

un 

tu'o 

de 

la 

si"uiente 

manera0

El "as de adentro empu6a  la columna de líquido ! la ;ace su'ir una altura 

;. 

4ás 

presión 

tiene 

la 

"arrafa 

ma!or 

será 

la 

altura 

que 

)a 

su'ir 

el líquido.

Si cono$co la altura que su'ió el líquido puedo calcular la presión dentro delrecipiente. Lo ;a"o  con  la  fórmula0  %resión  -  dlíq.".;.  Supon"amos  que 

el  líquido  del  manómetro  es 

mercurio  ! su'e ;asta una altura de P cm. 

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Esto querrá  decir que  la presión  dentro  del tanque es de P< mm de H" es decir una atmósfera.%ero  o6o  esta  presión  que  aca'o  de  medir  es  de  una  atmósfera  %OR 

EFCI4A 

DE 

LA 

%RESIF 

AT4OS#RICA. 

Se 

la 

llama 

%RESIF 

4AFO4#TRICA.A;ora  si alrededor  del  tanque  ;a! )acío  la altura de  la columna  se 

duplicaría. 

Sería 

deN :P cm - 7>N cm de H" es decir N atmósferas. Esta presión se llama 

presión AVSOL@TA. &Está referida al )acío(.

C O F C L @ S IF 0

%RESIF 4AFO4#TRICA0 Está referida a la presión 

atmosf5rica.%RESIF AVSOL@TA0 Está referida al )acío total.

Si 

te 

dan 

la 

presión 

manom5trica 

quieres 

la 

a'soluta 

lo 

que 

tienes 

que 

;acer es sumar 

una atmósfera. Es decir que la fórmula que relaciona la 

presión manom5trica con la presión a'soluta es0

%aaso7uta - %manometrica Y %o

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Ecuación 

fundamental 

de 

la 

;idrostática

En 

el 

líquido 

en 

reposo 

)er 

fi"ura 

se 

aísla 

un 

)olumen 

infinitesimal 

formado  por  unprisma

 

rectan"ular 

de 

'ase 

altura d$

Ima"inemos  un plano de referencia ;ori$ontal  a partir del cual se miden las 

alturas 

en 

ele6e

 

$.La

 

presión 

en 

la 

'ase 

inferior 

del 

prisma 

es 

la 

presión 

en 

la 

'ase 

superior 

es 

dp. 

La

ecuación 

del 

equili'rio 

en 

la 

dirección 

del 

e6e 

será0

sea0

p. \ ] &p Y dp(\ ] q. ". \. d$ - <

dp-

 ]". d$

q

Inte"rando 

esta 

Kltima 

ecuación 

entre 

considerando 

que 

cte 

se 

tiene0p7 

] pN

o sea0

"&$N ] $7( -q

p7 

Y $  . " - 

pN 

Y $  ."

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q 7

q N

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%rincipio 

de 

%ascal

El  principio  de %ascal  o  le! de %ascal  es 

una  le! enunciada  por  el  físico  ! 

matemático  franc5s 

Vlaise  %ascal &7PN/7PPN(

 

que 

se 

resume 

en 

la 

frase0

“La 

 presión 

ejercida 

 por  

un 

fluido 

incompresible 

 y  

en 

equilibrio 

dentro 

de 

un recipiente de  paredes indeformables se transmite con igual intensidad

en todas las direcciones  y  en todos los  puntos del fluido” 

El principio  de %ascal  puede compro'arse 

utili$ando 

una 

esfera 

;ueca 

perforada 

en 

diferentes 

lu"ares 

pro)ista 

de 

un 

5m'olo. 

Al llenar la esfera con a"ua ! e6ercer 

presión  so're  ella  mediante  el  5m'olo  se

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o'ser)a que el a"ua sale por todos los 

a"u6eros con la misma )elocidad ! por lo 

tanto 

con 

la 

misma 

presión. 

 Tam'i5n 

podemos 

)er 

aplicaciones 

del 

principio 

de 

%ascal  en  las  prensas  ;idráulicas  en  los 

ele)adores 

;idráulicos ! en los frenos 

;idráulicos.

Prensa 

Hidráulica

Es un dispositi)o para o'tener fuer$as de compresión ma!ores 'asadas 

en el principio de 

%ascal. Si so're un líquido encerrado en un recipiente aplicamos

 

una 

fuer$a 

so're 

una 

superficie 

S7 podemos 

o'tener 

una 

fuer$a N 

ma!or que 7 

en otro 5m'olo de sección SN 

ma!or que S70

La 

prensa 

;idráulica 

se 

aplica 

por 

e6emplo 

en 

el 

sistema 

de 

frenos 

de 

automó)iles en las prensas  para  e:tracción  de  aceites  en  los  sillones 

de 

dentistas 

peluquerías 

en 

ascensores 

ele)adores 

;idráulicos 

en  las  máquinas  que  moldean  las  partes  de  la carrocería de 

automó)iles 

etc.Si  la  fuer$a  se  e6erce  so're  el  pistón  "rande  entonces  se 

o'tendrá 

una 

fuer$a 

menor 

so're 

el 

c;ico. 

Esto 

se 

aplica 

en 

los 

amorti"uadores 

para 

automó)iles.

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%rincipio 

de 

Arquímedes

El principio de Arquímedes es un principio físico que 

afirma que0«Un cuerpo total o  parcialmente sumergido en un fluido en reposo, 

recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al  peso del volumen del 

fluido que desaloja»

Esta  fuer$a reci'e  el  nom're  de empu6e  ;idrostático o  de Arquímedes !  se  mide  en

 

neQtons &en el SI(. El principio de Arquímedes se formula así0

E - m" - q^

"*

Donde E es  el empu6e  f  es  la densidad del  fluido !  el  _)olumen  de 

fluido  despla$ado`

por  al"Kn  cuerpo  sumer"ido  parcial  o  totalmente  en  el  mismo g la 

aceleración 

de 

la 

"ra)edad 

! m 

la 

masa 

de 

este 

modo 

el 

empu6e 

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depende  de  la  densidad  del  fluido  del )olumen  del cuerpo ! de  la 

"ra)edade:istente  en ese  lu"ar. El empu6e

 

&en 

condiciones 

normales  y   descritas  de 

modo 

simplificado(  actKa 

)erticalmente  ;acia  arri'a  ! 

está 

aplicado en el centro de 

"ra)edad del 

fluido  desalo6ado 

por  el  cuerpo  este punto 

reci'e  el  nom're  de  centro 

de carena.

Cuerpos 

Flotantes

Al 

sumer"ir 

totalmente 

un 

cuerpo 

en 

un 

líquido 

puede 

ocurrir 

que 

el 

empu6e 

&EbL(

que 

reci'e 

dic;o 

cuerpo 

sea 

menor 

i"ual 

ma!or 

que 

su 

peso 

&%b

(.

Si el empu6e que reci'e el cuerpo al sumer"irse totalmente es menor que su pesoel cuerpo se ;unde ;asta el fondo  si es  i"ual a su peso el o'6eto  flota enel seno de  la

 

masa  líquida ! si es ma!or a su peso  flota en la superficie 

del 

líquido 

sumer"i5ndose 

la 

porción 

del 

cuerpo 

que 

;ace 

que 

se 

equili'ren peso ! empu6e es decir que el empu6e que reci'e la parte 

sumer"ida i"uale al peso del cuerpo.En la fi"ura si"uiente se representan estas tres situaciones0

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%ROVLE4AS DE HIDROSTATICA

7. 

Determine 

la 

presión 

a'soluta 

en 

el 

fondo 

de 

un 

la"o 

que 

tiene 

/< 

de profundidad.

Solución0

%aaso7uta 

%atm 

q N 

". 

;

 "/

%aaso7uta 

7.<7/ 

 

7< W %a

 

&7</  (

 &=.M<

m

%aaso7uta 

/.=> 

 

7< W %a

m( &/< 

m(

sN

N.  El pequeo 5m'olo de un ele)ador ;idráulico tiene un área de sección 

trans)ersal i"ual a

/.<<cmN en tanto que el área del 5m'olo "rande es de N<< cmN. [u5 fuer$a 

de'e aplicarse al 5m'olo pequeo para le)antar una car"a de 7> 9F

Solución0

%or el principio de %ascal0

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%ero0 N 

- %ESO  - 7> 9F

 

E7

\7

%7 - %N

   -

\N 7

fl7

\N

&EN(

/

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7 - N<< &7>.<

9F(

g 7 - NNN

F

/.  El resorte del medidor de presión tiene una constante de fuer$a de 

7<<< F8m ! el 5m'olo tiene un diámetro de N.< cm. Calcule la profundidad 

en el a"ua para la cual el resorte se comprime <.>< cm.

Solución0

9-7</ F8m

%o-7.<7/ %aN

q < -7:7</

9"8m/

Sa'emos 

que0 

n&7<N

(N

/.77P 

7<

mNEntonces0

  ]%\ 

<

q. 

". 

;. 

9:h

 

&7</

(&=.M<(&;(&/.77P(&7<

7</

&<.> 

7<N

(

g ; - 7.PN m

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.  @na al'erca tiene dimensiones de /< m : 7< m ! un fondo plano. Cuando 

la 

al'erca 

esta 

llena 

una 

profundidad 

de 

N.< 

con 

a"ua 

pota'le 

Cuál 

es 

la

fuer$a 

total 

e6ercida 

por 

el 

a"ua 

so're 

el 

fondo 

So're 

cada 

lado

Solución0

%o-7.<7/ %aEtota78^ondo 

- &%O 

Y q";(\N

q   <-7:7</

9"8m/

h Etota78^ondo 

17.<7/ : 7< W

&7</

(&=.M(&N(&/<(&7<(2

g Etota78^ondo 

- /.P/ : 7<F

%or otro lado0

Ecada 7ado 

- %O 

. \

Ecada 

7ado 

&7.<7/ 

7< W(&/<(

&N(

g cada 7ado - P.<M

: 7<P F

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>. 

El 

tanque 

en 

la 

fi"ura 

se 

llena 

una 

profundidad de N.< m  con  a"ua.  En  el  fondo 

del  tanque  ;a!  una  escotilla rectan"ular  de 

7.< 

de 

altura 

N.< 

de 

anc;o 

que 

está 

articulada 

en 

su 

parte 

superior. 

a( 

Determine  la fuer$a neta so're la escotilla. '( Encuentre el momento de torsión e6ercido 

alrededor 

de 

las 

'isa"ras.

Solución0

%arte &a(

iE - q N 

. "&7 ] j(Nij7

N.< m

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P.  Cuál  es la fuer$a ;idrostática  en la parte superior  de la  presa  rand 

Coulee 

si 

el 

a"ua 

esta 

7><m 

de 

profundidad 

el 

anc;o 

de 

la 

presa 

es 

i"ual 

7N<m

7><m

Solución0

iE - %i\

7 WO

h  k  iE -  k   q"&7>< ] j(&7N<<(ijO

7N<<m

 

7./N/ 

7<77

F

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d!7N<<m

!

.  Se )ierte mercurio dentro de un tu'o en @ como en la fi"ura&a(. El 'ra$o 

i$quierdo del tu'o tiene  un área de sección  trans)ersal  de A7-7<.<  cmN ! el

área 

de 

la 

sección 

trans)ersal 

del 

tu'o 

del 

'ra$o 

derec;o 

es 

AN->.<< 

cmN. 

Lue"o se )ierten 7<< de a"ua en el 'ra$o derec;o como se )e en la fi"ura 

&'(.

a(  Determine  la 

lon"itud 

de 

la 

columna 

de  a"ua  del  'ra$o 

i$quierdo del tu'o en @.

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'(  Dado  que  la 

densidad  del mercurio 

es 

7/.P 

"8cm/ 

[u5 

distancia 

su'e 

el mercurio

en 

el 

'ra$o 

i$quierdo

Solución0

%arte &a(

m N

<

m N

< q N 

-

-*  flN. H

h flN. H. q N 

- m N

<

-

m N 

<

flN 

q N 

<

  7< < -

 

&7 

"  cc(&>(

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g H - N<.<

cm

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%arte &'(%or el principio de Arquímedes0

- %D

N

mN <

. "

N

q " 

". 

 

%D 

-

flN

Lue"o0

q " 

. ". ; 

-

m N 

. "

\h

 

-

mN <flN 

. q "N  7< < " 

&> cmN(&7/.P "8cm/(

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g ; - 7. 

cm

M.  @n tu'o en @ de área de sección trans)ersal constante a'ierto  a  la 

atmosfera  se  llena  parcialmente  de mercurio.  Se )ierte a"ua despu5s  enam'os  'ra$os.  Si la  confi"uración  de  equili'rio  es  la  mostrada  en  la 

fi"ura con ;N-7.<< cm determine el )alor de ;7.

Solución0

%or el principio de Arquímedes0

%7 - %Nh 

q N 

. "&;N 

Y ;7 

Y a( - 

q " 

";N 

q N 

"a

a

&7(  &N(

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h qN < . ";N Y qN < . ";7 Y qN < . "a - q" ";N Y qN < "a

q N 

< ;7  - 

;N &q" 

] q N 

< (

Reempla$ando0

;7 

-

7.<<&7/.P ] 

7(

7.<<

g ;7 - 7N.P

cm

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=.  @n 'loque de metal de 7< 9" que mide 7N cm : 7< cm : 7< cm se 

suspende 

de 

una 

'alan$a 

)ertical 

se 

sumer"e 

en 

a"ua 

como 

muestra 

la 

fi"ura. 

El 

lado 

de 

7N 

cm 

está 

)ertical 

la 

parte 

superior 

del 

'loque 

se 

encuentra a >.< cm de la superficie del a"ua.

a(  Cuáles son  las fuer$as 

so're  la parte superior  e 

inferior  del 'loque&considere%O 

7.<7/ 

7< W

F8mN

('(  Cuál  es  la  lectura  de  la  'alan$a  de

resortec(  4uestre  que  la flotación  es 

i"ual 

la 

diferencia 

entre 

las fuer$as en la parte superior  ! 

en  la  parte  inferior  del 'loque.

Solución0

%arte &a(

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D.C.L. 

&'loque( 

!

 Tsup

  > cm

F.R.

7 cm

<  :

inf  

'loqu

Esup -

 

1%   Y

 

%O2\

N

h Esup 

- 1q   < 

. "&> : 7<TN

( Y %O2\

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h sup - &7</ (&=.M<(&> : 7<N (&<.7(N Y

%O&<.7(Nh Esup 

- .= Y &7.<7/ : 7< W(&<.7(N

Hallando 

la 

fuer$a 

inferior0

g sup - 7<7M FTN

in^ - 1% Y %O 2\h Ein^

 

- 1%O 

Y q N 

. ". &7 : 7<

h Ein^ 

&7.<7/ : 7< W(&<.7(N Y 

&7</(&=.M<(&7 : 7<TN (&<.7(N

g in^ - 7<N=.

F

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%arte &'(

( j - <

h T Y sup ] in^ ] a7oque - <h  T - 7ectura  de la aalan$a - 7<N=. Y 7<&=.M(

 ] 7<7M

g  T - 7<=.PP F

%arte 

&c(

Sa'emos 

que0

%or otro lado0

in^ ] sup - 77.P F &i(

/  N

Empu 6e - 

q N 

. "*cuao 

&7<

(&=.M<(&<.7(

&<.7N(%or lo tanto0

En consecuencia0

h Empu6e - 77.P F &ii(

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&i( - &ii(

Empu 6e 

Ein ̂

Esup

7<.  @na rana en una )aina ;emisf5rica 

descu're que flota que  flota 

)erdaderamente  sin  ;undirse  en  un  mar 

a$ul3"ris 

&densidad-7./> 

"8cm/

(. 

Si 

la 

)aina tiene radio de P.< cm ! masa desprecia'le. 

Cuál es la masa de la rana

Solución0

"qmar

 

a$ulT"ris 

7./> 

cm/ 

 

radio 

P.<< 

cm

4asa de la rana- %or Arquímedes0

7h

 

qmar  

a$ulT"ris. 

*es^ 

mrana 

"

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&7./>(&<.>( &/

( &/.77P(&P(/  - mrana

g mrana - <.P77

9"