Guia 5 ,1S 2015

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UNIVERSIDAD TCNICA FEDERICO SANTA MARA

DEPARTAMENTO DE FSICA

GUIA DE EJERCICIOS N5 FISICA GENERAL III (FIS 130)

HIDROSTATICA, LEY DE PASCAL Y FUERZA DE EMPUJE.

1. Los estanques de la figura contienen el mismo

lquido, de peso especfico , y estn unidos por dos manmetros con lquidos de pesos especficos 1 2 , respectivamente. Determinar una expresin para en funcin de los parmetros conocidos 1 , 2, 1 , 2.

2. Un cubo de material X que posee una altura de 10[cm] esta

sumergido en un recipiente, el cual contiene agua y aceite de

manera que este cubo se mantiene 2[cm] debajo del lmite que

separa ambos lquidos. Determine la masa del cubo y la

densidad del material X. (Considere Aceite = 920 [kg

m3] ,

Agua = 1000 [kg

m3] g = 9,81 [

m

s2])

3. Una cuerda anclada en el fondo de un recipiente lleno de agua sostiene una esfera hueca bajo la

superficie. La cuerda presenta un valor lmite de traccin, es decir para una carga igual o superior a []

la cuerda se rompe (En las condiciones iniciales la cuerda

soporta perfectamente la tensin generada en ella). El

volumen de la esfera es y su densidad .

Suponga que se adiciona sal al recipiente generando

variaciones en la densidad del agua (homognea a lo largo

del recipiente)

Hallar la expresin para la masa mnima de sal que se debe disolver en agua para que la cuerda se corte. Dejar la expresin en funcin de , , , .



1

2

1

2

2



4. La figura muestra una boya de forma cilndrica de masa y de rea transversal , flotando en equilibrio

en el mar de densidad . Se deja caer un objeto pequeo de masa sobre la boya, provocando que

el sistema completo oscile

a) Determinar la ecuacin de movimiento despus que se deja caer la masa .

b) Determinar el periodo de oscilacin del sistema.

(Ayuda: es importante determinar correctamente el sistema de referencia del movimiento)

5. Un tubo de manmetro en U permite determinar

la densidad de un fluido (en este caso, aceite) si se procede de la siguiente manera: se llena parcialmente con agua, luego se vierte aceite (el cual no se mezcla con el agua) hasta que la diferencia de alturas entre los niveles de aceite y agua es de 20 [cm], tal como se muestra en la figura. El tubo est abierto en ambas ramas al aire a presin atmosfrica. Determine la densidad del aceite.

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6. Calcule la presin manomtrica en el punto A para la

siguiente figura. (Considere = 13500 [

3] y las

distancias de la figura en [mm])

7. Tenemos una plancha de corcho de 10 [cm] de espesor. Calcular la superficie mnima que debe tener esta plancha para que flote en el agua sosteniendo a un nufrago de 70[Kg] . Se entiende que la superficie mnima la que permite mantener al hombre completamente fuera del agua, aunque la plancha este totalmente

inmersa en ella. (Considere = 240 [

3])

8. Una pelota de plstico de radio = 25[] flota en el agua con el 25% de su volumen sumergido.

a) Cul es la fuerza mnima que debemos aplicar a la pelota para mantenerla completamente sumergida en el agua? b) Al dejar de aplicar dicha fuerza, Qu aceleracin tendr la

pelota en el instante que esta fuerza deje de actuar?

9. Un dique rectangular de ancho L = 30 [m] soporta hasta una altura H = 25 [m] . Determine las fuerzas que el agua (en la parte interior del dique) y el aire (en su parte exterior) ejercen sobre el dique.

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RESULTADOS:

1. =11+ 22

1+2

2.

m = 0.936 [kg]

CUBO = 936 [kg

m3]

3. MS = (H A VE) S {X+( EgVE)agVE}

{sgVE[X+( EgVE)]}

4.

a) h +marAg

(m+M) h = 0

b) T = 2(m+M)

marAg

5. 500 [Kg

m3]

6. PMA = 1,1125 [kPa]

7. A = 0.92 [m2]

8. A) F = 487 [N] B) a = 29.87[m s2 ]

9. Fagua = PaLH + gLH2

2 Faire = PaLH

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