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FISICA IV HIDROSTÁTICA Prof. Francisco Javier Hernández Patiño

1. ¿Cuál es la masa de una bola de demolición de hierro sólido de 18 ܿ݉ de radio? (ߩ = 7800 ݇݃/݉ଷ ). ࡾ: ࢓ = ૚ૢ૙ ࢑ࢍ 2. Una esfera uniforme de plomo (ߩ = 11,300 ݇݃/݉ଷ ) y una de aluminio (ߩ = 2,700 ݇݃/݉ଷ ) tienen la misma masa. ¿Cuál es la razón entre el radio de la esfera de aluminio y el de la esfera de plomo? ࡾ: ࢘ = ૚. ૟ 3. Un tubo cilíndrico hueco de cobre (ߩ = 8,900 ݇݃/݉ଷ ) mide 1.50 ݉ de longitud, tiene un diámetro exterior de 3.50 ܿ݉ y un diámetro interior de 2.50 ܿ݉. ¿Cuánto pesa? ࡾ: ࡲࢃ = ૟૚. ૠ ࡺ 4. Los dos pies de una persona de 60 ݇݃ cubren un área de 500 ܿ݉ଶ . A) Determine la presión que los dos pies ejercen sobre el suelo. B) Si la persona está sobre un pie, ¿cuál será la presión bajo ese pie? ࡾ: ࡭) ࡼ = ૚૛, ૙૙૙ ࡺൗ ૛ , ࡮) ࡼ = ૛૝, ૙૙૙ ࡺൗ ૛ ࢓ ࢓ 5. El pistón de un elevador hidráulico para autos tiene 0.30 ݉ de diámetro. ¿Qué presión manométrica, en pascales y en atmósferas, se requiere para levantar un auto de 1200 ݇݃? ࡾ: ࡼ = ૚. ૟૟ × ૚૙૞ ࡼࢇ = ૚. ૟૝ ࢇ࢚࢓ 6. Determine la profundidad de un punto bajo un lago, en el cual se tiene una presión absoluta de 199,400 ܲܽ. ࡾ: ࢎ = ૚૙ ࢓ 7. Los científicos han encontrado evidencia de que en Marte pudo haber existido alguna vez un océano de 0.500 ݇݉ de profundidad. La aceleración debida en Marte es de 3.71 ݉/‫ ݏ‬ଶ . A) ¿Cuál habría sido la presión manométrica en el fondo del tal océano, suponiendo que era de agua dulce? B) ¿A qué profundidad de los océanos terrestres (ߩ = 1030 ݇݃/݉ଷ ) se experimenta la misma presión manométrica? ࡾ: ࡭) ࡼ = ૚. ૡ૟ ࡹࡼࢇ, ࡮) ࡼ = ૚ૡ૝ ࢓ 8. Un lago en el norte de Yukón, Canadá, está cubierto con una capa de hielo de 1.75 ݉ de espesor. Calcule la presión hidrostática y la presión absoluta a una profundidad de 2.5 ݉ en el lago. ࡾ: ࡼࢎ࢏ࢊ = ૛૝. ૞ × ࢑ࡼࢇ ࢟ ࡼࢇ࢈࢙ = ૝. ૙૜ × ૚૙૝ ࡼࢇ 9. Una antigua estatua de 70 ݇݃ yace en el fondo del mar (ߩ = 1025 ݇݃/݉ଷ). Su volumen es de 3.0 × 10ସ ܿ݉ଷ . ¿Cuál es la magnitud de la fuerza mínima necesaria para levantar la estatua?

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FISICA IV HIDROSTÁTICA Prof. Francisco Javier Hernández Patiño

10. Cuando una corona de 14.7 ݇݃ de masa se sumerge en agua, una balanza precisa sólo indica 13.4 ݇݃. ¿La corona está hecha de oro? (considere ߩ஺௨ = 19,300 ݇݃/݉ଷ) ࡾ: ࡺ࢕, ࣋ࢉ = ૚૚, ૜૙૙ ࢑ࢍ/࢓૜ 11. Un disco cilíndrico de madera que pesa 45.0 ܰ y tiene un diámetro de 30.0 ܿ݉ flota sobre un cilindro de aceite cuya densidad es de 0.850 ݃/ܿ݉ଷ (ver figura I). El cilindro de aceite mide 75.0 ܿ݉ de alto y tiene un diámetro igual al cilindro de madera. A) Calcule la presión manométrica en la parte superior de la columna de aceite. B) Ahora suponga que alguien coloca un peso de 83.0 ܰ en la parte superior del disco de madera, pero el aceite no escurre alrededor del borde de madera. ¿Cuál es el cambio en la presión i) en la base del aceite y ii) a la mitad de la columna de aceite? ࡾ: ࡭) ࡼ = ૟૜ૠ ࡼࢇ, ࡮) ࢏) ∆ࡼ = ૚, ૚ૠ૝ ࡼࢇ, ࢏࢏) ∆ࡼࢇ = ૚, ૚ૠ૝ ࡼࢇ 12. Una muestra de mineral pesa 17.50 ܰ en el aire, pero, si se cuelga de un hilo ligero y se sumerge por completo en agua, la tensión en el hilo es de 11.20 ܰ. Calcule el volumen total y la densidad de la muestra. ࡾ: ࢂ = ૟. ૝૜ × ૚૙ି૝ ࢓૜ ࢟ ࣋ = ૛, ૠૡ૙ ࢑ࢍ/࢓૜ 13. Un bloque cúbico de madera de 10.0 ܿ݉ por lado flota en la interfaz entre aceite y agua con su superficie inferior 1.50 ܿ݉ bajo la interfaz (Ver figura II). La densidad del aceite es de 790 ݇݃/݉ଷ . A) ¿Qué presión manométrica hay en la superficie superior del bloque? B) ¿Y en la cara inferior? C) ¿Qué masa y densidad tiene el bloque? ࡾ: ࡭) ࡼ = ૚૚૟ ࡼࢇ, ࡮) ࡼ = ૢ૛૚ ࡼࢇ ࢟ ࡯) ࢓ = ૙. ૡ૛૛ ࢑ࢍ, ࣋ = ૡ૛૛ ࢑ࢍ/࢓૜ 14. Una roca cuelga de un hilo ligero. Cuando está en el aire, la tensión en el hilo es de 39.2 ܰ. Cuando está totalmente sumergida en agua, la tensión es de 28.4 ܰ. Cuando está totalmente sumergida en un líquido desconocido, la tensión es de 18.6 ܰ. Determine la densidad del líquido desconocido. ࡾ: ࣋ = ૚, ૢ૚૙ ࢑ࢍ/࢓૜ 15. Un recipiente cúbico sellado con un borde ‫ = ܮ‬30 ܿ݉ se coloca sobre un carrito, el cual se mueve horizontalmente con una aceleración ܽ = 2.5 ݉/‫ ݏ‬ଶ (ver figura III). El cubo está lleno con un aceite cuya densidad es ߩ = 750 ݇݃/݉ଷ . Determine la presión manométrica en el centro del cubo. ࡾ: ࡼ =

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