Colegio Ntra. Sra. de la Fuencisla · Segovia
Problemas de fluídos
1. Si la densidad del agua del mar es 1,12 gr/cm3: a. ¿Cuál es la presión que soporta un batiscafo a 5.000 m de profundidad? b. ¿Qué fuerza tendría que hacer un marinero para abrir una escotilla de 0,5 m2 de superficie a esa profundidad? c. Si un elefante tiene una masa de 6.300 kg, ¿cuántos elefantes podríamos levantar con esa fuerza?
2. Un elevador hidráulico tiene dos émbolos de superficies 10 cm2 y 600 cm2, respectivamente. Se quiere levantar un coche situado sobre el émbolo grande que tiene una masa de 1.200 kg. a. ¿Qué presión ejerce el coche sobre el elevador? b. ¿Cuánto vale la presión sobre el émbolo pequeño? c. ¿Qué fuerza hay que aplicar sobre el émbolo pequeño para igualar esa presión? d. Pascal afirmaba que un solo hombre podía levantar a 100 hombres, utilizando un elevador hidráulico cuyo émbolo mayor tenga una superficie 100 veces mayor que el émbolo pequeño, ¿es cierto, por qué?
3. El Ictíneo fue el primer submarino español, creado por Monturiol, que se sumergió en el puerto de Barcelona en 1.859. Tenía una superficie de 15 m2. Supongamos que descendiera a 20 m de profundidad. a. ¿Qué volumen de agua tenía encima? b. Si la densidad del agua de mar es de 1,12 gr/cm3, ¿qué masa de agua tenía encima? c. ¿Cuánto pesaba toda esa agua? d. ¿Qué presión soportaba el Ictíneo?.
4. Tenemos una lámina alargada de un material desconocido. La ponemos sobre el agua y vemos que flota, pero con dificultades. Ahora nos dan una bola del mismo material y del mismo peso que la lámina. ¿Flotará?. Y si la bola pesa diez veces más que la lámina ¿flotará?
5. Tenemos tres piezas de materiales y tamaños diferentes A, B y C. Inicialmente las sumergimos en agua y observamos como, al cabo de unos instantes, la pieza A ha ascendido a la superficie y flota; la pieza B permanece donde la hemos depositado y la pieza C se ha hundido. Podemos afirmar que: a. La pieza C pesa más que la A. b. La pieza A es menos densa que la B. c. Podemos decir con poco margen de error que la pieza B tiene una densidad de 1 gr/cm3. d. La pieza A pesa menos que el agua. Por eso flota. e. La masa de la pieza B es mayor que la de la pieza A.
6. Con una madera de densidad 0,7 gr/cm3. se talla un cubo de 1 dm de arista. Este cubo flota en el agua y en aceite de densidad 0,9 gr/cm3. ¿Qué altura tiene la porción sumergida en cada caso?. ¿qué fuerza hay que ejercer sobre el cubo, cuando está sumergido en aceite, para que se sumerja por completo? Camino de la Piedad, 8 -‐ C.P. 40002 -‐ Segovia -‐ Tlfns. 921 43 67 61 -‐ Fax: 921 44 34 47 www.maristassegovia.org | fuencisla@maristascompostela.org
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7. Un cuerpo pesa en el aire 280 pondios; en el agua 190 pondios y en alcohol 210 pondios. Halla la densidad del cuerpo y del alcohol.
8. Se desea averiguar la aceleración con que asciende o desciende un globo de las siguientes características: Volumen 10 m3, peso de la barquilla y accesorios 30 kp. El globo está lleno de hidrógeno de densidad 0,089 gr/litro. Densidad del aire 1,3 gr/litro.
9. Un náufrago de 65 kg de masa ha conseguido salvarse subiéndose a una tabla de densidad 0,5 gr/cm3 y de dimensiones 4 m de larga, 2 m de ancha y 0,5 m de alta. De repente otro náufrago de 90 kg de masa intenta subir a la tabla. ¿Se hundirá esta?. En caso negativo indicar la longitud de la parte que está sumergida. Tomar para la densidad del agua 1 gr/cm3.
10. Un globo lleno de hidrógeno tiene un volumen de 800 m3 y el material del globo y la barquilla pesan 5600 N. a. Halla la fuerza ascensional. b. ¿Podría llegar a los 17 km de altura?. Datos: Densidad del aire 1,3 g/l, densidad del hidrógeno 0,09 g/l. Supóngase que a 17 km de altura la densidad del aire es 20 veces menor que al nivel del mar.
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