martes, 21 de julio de 2009

Actividad 6: cuestionario de Hidrostática

HIDROSTÁTICA. PRESIÓN Y DENSIDAD. PRENSA HIDRÁULICA. EMPUJE.

1) En un tubo en "U" de sección uniforme hay cierta cantidad de mercurio. Se agrega, en una de las ramas, agua hasta que el mercurio asciende en la otra 2,3 cm. ¿Cuál es la longitud del agua en la otra rama?.
Respuesta: 31,28 cm
2) En un tubo en "U" se coloca agua y mercurio, si la altura alcanzada por el mercurio es de 12 cm, ¿qué altura alcanza el agua?.
Respuesta: 163,2 cm
3) Un recipiente en forma de tronco de pirámide cuyas bases son cuadradas de 0,5 m y 0,2 m de lado y 2 m alto, se llena con petróleo (ρ = 0,8 gf/dm ³) y se apoya en su base mayor. Se desea saber:
a - ¿Cuál es la presión en el fondo del recipiente?.
b - ¿Cuál es la fuerza que ejerce sobre el fondo?.
Respuesta: 15,7 bar y 3923 N
4) Calcular la presión que ejerce un cuerpo de 120 kg que está apoyado sobre una superficie de 0,8 m ³.
Respuesta: 1471 Pa
5) Si el mismo cuerpo del problema anterior se apoya sobre una superficie de 1,2 m ³,¿qué presión ejercerá?, compare y deduzca las conclusiones.
Respuesta: 981 Pa
6) Los radios de los émbolos de una prensa hidráulica son de 10 cm y 50 cm respectivamente. ¿Qué fuerza ejercerá el émbolo mayor si sobre el menor actúa una de 30 N?.
Respuesta: 750 N
7) Se sumerge un cuerpo en agua y recibe un empuje de 65 N, ¿qué empuje experimentará en éter (ρ = 0,72 gf/cm ³) y en ácido sulfúrico (ρ = 1,84 gf/cm ³)?.
Respuesta: 45,9 N y 117,3 N
8) Un cuerpo pesa en el aire 2,746 N, en agua 1,863 N y en alcohol 2,059 N. ¿Cuál será la densidad del alcohol y del cuerpo?.
Respuesta: 0,777 g/cm ³ y 3,11 g/cm ³
9) Un cubo de aluminio (δ = 2,7 g/cm ³) de 4 cm de lado se coloca en agua de mar (δ = 1025 kg/m ³), ¿flota o se hunde?.
Respuesta: Se hunde
10) Si el cubo del problema anterior se coloca en mercurio (δ = 13,6 g/cm ³), ¿flota o se hunde?.
Respuesta: No se hunde
11) Un prisma de hielo cuyo volumen es de 9,5 cm ³ esta en agua de mar (δ = 1,025 g/cm ³), si su densidad es de 0,84 g/cm ³, ¿cuál es el volumen que emerge?.
Respuesta: Se hunde
12) ¿Qué son fluidos?.
13) ¿Es lo mismo fuerza que presión?.
14) ¿Qué es la prensa hidráulica?.
15) ¿Cómo es la presión en el seno de un líquido?
16) ¿Qué entiende por superficie de nivel?.
17) Un tubo posee mercurio y en posición vertical el nivel es de 48 cm. Si se inclina, ¿la presión aumenta o disminuye?, ¿cuál es la presión inicial? (ρ Hg = 13,6 gf/dm ³).
Respuesta: 652,8 gf/cm ²
18) En un tubo de vidrio se coloca mercurio hasta un nivel de 76 cm, ¿qué presión ejerce sobre el fondo?.
Respuesta: 1033 gf/cm ²
19) Un recipiente cilíndrico contiene aceite (ρ = 0,92 gf/dm ³) hasta 30 cm de altura. Calcular el peso del aceite y la presión que ejerce sobre el fondo,sabiendo que el radio del cilindro es de 10 cm.
Respuesta: 0,0271 bar
20) Un prisma de bronce de 2 m de largo por 0,85 de alto por 2 cm de ancho se apoya sobre la base de 2 m por 0.85 m, ¿qué presión ejerce, si el peso específico del bronce es de 8,8 gf/dm ³?.
Respuesta: 172,6 bar
21) ¿Cuál será el peso de un cuerpo que apoyado sobre una base de 75 cm ² ejerce una presión de 200 bares?.
Respuesta: 1,5 N
22) Las secciones de los émbolos de una prensa hidráulica son de 8 cm ² y de 20 cm ² respectivamente. Si sobre el primero se aplica una fuerza de 70 N, ¿cuál será la fuerza obtenida por el otro émbolo?.
Respuesta: 175 N
23)Sobre el émbolo de 12 cm ² de un prensa hidráulica se aplica una fuerza de 40 N, en el otro se obtiene una fuerza de 150 N, ¿qué sección tiene éste émbolo?.
Respuesta: 45 cm ²
24) ¿Cuál será el volumen sumergido de un trozo de madera (δ = 0,38 g/cm ³) de 95 dm ³ al ser colocado en agua?.
Respuesta: 36,1 dm ³
25) Una boya esférica cuyo volumen es de 7 m ³ pesa 1820 N. Si el aparato productor de luz pesa 385 N, ¿cuánto deberá pesar el lastre para que la hunda hasta la mitad en agua de mar?.
Respuesta: 1382,5 N
26) Un pontón rectangular cargado pesa 180000 N, la penetración en el agua es de 60 cm. ¿Cuál será el área horizontal del pontón?.
Respuesta: 30 m ²
27) Un cuerpo pesa en el aire 21 N, en el agua 17,5 N y en otro líquido 15 N, ¿cuál es la densidad del cuerpo y la del otro líquido?.
Respuesta: 6 g/cm ³ y 1,714 g/cm ³
28) Un trozo de corcho de 40 cm ³ se coloca en éter (δ = 0,72 g/cm ³), si la densidad del corcho es de 0,24 g/cm ³, ¿qué volumen queda sumergido?.
Respuesta: 13,3 cm ³
29) ¿Qué es presión?, dar unidades.
30) ¿Para que sirve la prensa hidráulica?.
31) ¿Cómo son las presiones en el fondo y en las paredes del recipiente?.
32) Enuncie el teorema fundamental de la hidrostática.
33) ¿Qué son vasos comunicantes?.
34) En un tubo en "U" se coloca agua y nafta, las alturas alcanzadas son 52 cm y 74 cm respectivamente, ¿cuál es el densidad de la nafta?.
Respuesta: 0,7 g/cm ³
35) En un tubo en "U" de sección uniforme, se coloca mercurio y agua. Si el desnivel del mercurio es de 3,4 cm, ¿cuál es la altura del agua en la otra rama?.
Respuesta: 46,24 cm
36) Si en un tubo en "U" se coloca agua y luego se vierte un líquido que provoca un desnivel de agua de 22 cm y 29 cm del otro líquido, ¿cuál es el peso específico de ese líquido?.
Respuesta:0,00735 N/cm ³
37) Un cuerpo ejerce una presión de 35 bar, si pesa 200 N, ¿cuánto vale la superficie de apoyo?.
Respuesta: 5,7142 m ²
38) Si un cubo de hierro de 30 cm de lado está apoyado sobre una mesada, ¿qué presión ejerce? (δ = 7,8 g/cm ³).
Respuesta: 22947,6 bar
39) El radio del émbolo menor de una prensa es de 4 cm, si sobre él se aplica una fuerza de 60 N se obtiene en el otro émbolo una de 300 N, ¿cuál es el radio de éste émbolo?.
Respuesta: 10,9 cm
40) Sobre el émbolo menor de una prensa se aplica una fuerza de 50 N, si en el otro se obtiene una de 1000 N, ¿cuál es la relación entre los radios de los émbolos?.
Respuesta:1/20
41) Un cuerpo de 10 N es sumergido en agua, si el volumen es de 0,2 dm ³, ¿cuál es el empuje que recibe y cuál su peso aparente?.
Respuesta: 2 N y 8 N
42) Un cuerpo tiene un volumen de 45 dm ³, si su peso específico es de 2,7gf/cm ³, ¿cuál es el empuje que recibe sumergido en agua y su peso aparente?.
Respuesta: 750 N y 441 N
43) Un cuerpo pesa en el aire 20 N y su volumen es de 12 cm ³, se sumerge en líquido donde pesa 18 N. ¿Cuál es la densidad del líquido?.
Respuesta: 1,75 g/cm ³
44) Un cuerpo pesa en el aire 18 N y en el agua 13 N, ¿cuál es su densidad?.
Respuesta: 3,6 g/cm ³
45) Enuncie el principio de Pascal.
46) ¿Qué es la hidrostática y la presión hidrostática?.
47) ¿A qué es igual la presión de abajo hacia arriba?.
48) ¿Qué es superficie libre de un líquido?.
49) ¿Qué propiedades se cumplen en los vasos comunicantes?.
50) En un tubo en "U" se coloca agua y nafta, las alturas alcanzadas son 52 cm y 74 cm respectivamente, ¿cuál es el densidad de la nafta?.
Respuesta: 0,7 g/cm ³
51) En un tubo en "U" de sección uniforme, se coloca mercurio y agua. Si el desnivel del mercurio es de 3,4 cm, ¿cuál es la altura del agua en la otra rama?.
Respuesta: 46,24 cm
52) Si en un tubo en "U" se coloca agua y luego se vierte un líquido que provoca un desnivel de agua de 22 cm y 29 cm del otro líquido, ¿cuál es el peso específico de ese líquido?.
Respuesta:0,00735 N/cm ³
53) Un cuerpo ejerce una presión de 35 bar, si pesa 200 N, ¿cuánto vale la superficie de apoyo?.
Respuesta: 5,7142 m ²
54) Si un cubo de hierro de 30 cm de lado está apoyado sobre una mesada, ¿qué presión ejerce? (δ = 7,8 g/cm ³).
Respuesta: 22947,6 bar
55) El radio del émbolo menor de una prensa es de 4 cm, si sobre él se aplica una fuerza de 60 N se obtiene en el otro émbolo una de 300 N, ¿cuál es el radio de éste émbolo?.
Respuesta: 10,9 cm
56) Sobre el émbolo menor de una prensa se aplica una fuerza de 50 N, si en el otro se obtiene una de 1000 N, ¿cuál es la relación entre los radios de los émbolos?.
Respuesta:1/20
57) Un cuerpo de 10 N es sumergido en agua, si el volumen es de 0,2 dm ³, ¿cuál es el empuje que recibe y cuál su peso aparente?.
Respuesta: 2 N y 8 N
58) Un cuerpo tiene un volumen de 45 dm ³, si su peso específico es de 2,7gf/cm ³, ¿cuál es el empuje que recibe sumergido en agua y su peso aparente?.
Respuesta: 750 N y 441 N
59) Un cuerpo pesa en el aire 20 N y su volumen es de 12 cm ³, se sumerge en líquido donde pesa 18 N. ¿Cuál es la densidad del líquido?.
Respuesta: 1,75 g/cm ³
60) Un cuerpo pesa en el aire 18 N y en el agua 13 N, ¿cuál es su densidad?.
Respuesta: 3,6 g/cm ³
61) Enuncie el principio de Pascal.
62) ¿Qué es la hidrostática y la presión hidrostática?.
63) ¿A qué es igual la presión de abajo hacia arriba?.
64) ¿Qué es superficie libre de un líquido?.
65) ¿Qué propiedades se cumplen en los vasos comunicantes?.
66) Determinar la presión ejercida por una fuerza de 12 kgf aplicada a una superficie de 1,5 m ². Expresar el resultado en: kgf/m ², Pa y bar.
Respuesta: 8 kgf/m ²; 78,4 Pa y 0,000784 bar
67) Determinar la presión que ejerce un prisma de aluminio de 42 cm de altura y 35 cm ² de base (ρ = 2,7 gf/cm ³).
Respuesta: 11341 kgf/m ²
68) Determinar en cuál de los siguientes casos se provoca mayor presión:
a) Una fuerza de 6 kgf sobre una superficie de 2 cm ².
b) Una fuerza de 90 kgf sobre una superficie de 30 cm ².
Respuesta: son iguales
69) Un prisma de cemento peso 2500 N y ejerce una presión de 125 Pa, ¿cuál es la superficie de su base?.
Respuesta: 20 m ²
70) Un tanque cilíndrico de 1,2 m de radio y 6 m de alto, pesa 4500 N. Se lo llena hasta 2/3 partes con aceite
(densidad 0,92 g/cm ³), determinar:
a) La presión que ejerce el tanque.
b) La presión que ejerce el aceite en el fondo del tanque.
Respuesta: a) 37095,5 Pa b) 36100,8 Pa
71) En un recipiente cilíndrico de 10 cm de radio y 26 cm de alto se vierte mercurio hasta ¼ parte. El resto se llena con agua
(δ Hg = 13,56 g/cm ³), determinar:
a) La presión sobre el fondo.
b) La presión del agua sobre el mercurio.
c) La presión a los 2 cm de profundidad.
d) La presión a los 22 cm de profundidad.
Respuesta: a) 10559,48 Pa b) 1912,95 Pa c) 196,2 Pa d) 5238,54 Pa
72) ¿Qué es presión y cuales son sus unidades?.
73) ¿Qué diferencia puede indicar entre sólidos y líquidos respecto de fuerza y presión?.
74) ¿Cómo son las presiones en las paredes de un recipiente?.
75) ¿Qué es superficie libre de un líquido?.
76) ¿Qué son vasos comunicantes?.
77) ¿Cuáles son las condiciones de equilibrio para un solo líquido en los vasos comunicantes?.
78) ¿Cuáles son las condiciones de equilibrio para dos líquido en los vasos comunicantes?.
79) ¿Cómo puede modificarse la presión que un cuerpo, debido a su peso, ejerce sobre una superficie?.
80) ¿Por qué es mejor usar raquetas para caminar sobre la nieve?.

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